Co- evoluzione fiore- impollinatore
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- Gianluca Longo
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1 Evoluzione del fiore delle Angiosperme Co- evoluzione fiore- impollinatore Costanza Baldissero/o Seminario per l insegnamento di Botanica (Prof.ssa S. Pancaldi), Corso di Laurea in Scienze Biologiche UniFE A.A
2 IL FIORE delle ANGIOSPERME Il fiore è un ramo ad accrescimento definito
3 IL FIORE delle ANGIOSPERME
4 1. Evoluzione del fiore delle Angiosperme 2. Co- evoluzione fiore- impollinatore
5 1. Evoluzione del fiore delle Angiosperme talamo (rice/acolo) perianzio androceo ( ) gineceo ( )
6 TALAMO distanza internodale forma
7 TALAMO à DISTANZA INTERNODALE Distanza internodale FIORE: PRIMITIVO à à à à à à à à à à à à à à à à à à EVOLUTO
8 TALAMO à FORMA..conica à piana/convessa à piana/concava à concava à incavata FIORE: PRIMITIVO à à à à à à à à à à à à à à à à à à EVOLUTO
9 h/p://flickr.com/photos/tanaka_juuvoh Magnolia h/p:// Carpelli Stami Perigonio con tepali
10 Lilium sp. Rosa sp. Fru/o di orchidea
11 PERIANZIO PRIMITIVO Fiore dialisepato/petalo Simmetria raggiata (fiore atnomorfo) Numero di elemenu elevato Disposizione spiralata degli elemenu EVOLUTO Fiore gamosepato/petalo Simmetria bilaterale (fiore zigomorfo) Numero di elemenu rido/o (con eccezioni) Disposizione parallela degli elemenu Lilium bulbiferum Ginestra
12 PERIANZIO PRIMITIVO Fiore dialisepato/petalo Simmetria raggiata (fiore atnomorfo) Numero di elemenu elevato Disposizione spiralata degli elemenu EVOLUTO Fiore gamosepato/petalo Simmetria bilaterale (fiore zigomorfo) Numero di elemenu rido/o (con eccezioni) Disposizione sovrapposta degli elemenu
13 PERIANZIO Teorie: Calice: sepali derivano dalle foglie (à stesso numero di fasci delle foglie) Corolla: petali derivano dagli stami (1 solo fascio, come negli stami) Corolla Monosymmetry: EvoluTon of a Morphological Novelty in the Brassicaceae Family. Busch A, Horn S, Muehlhausen A, Mummenhoff K, Zachgo S (2012) Mol Biol Evol, 29 (4): Are Petals Sterile Stamens or Bracts? The Origin and EvoluTon of Petals in the Core Eudicots. De Craene LPR (2007) Annals of Botany, 100 (3): DifferenTal regulaton of symmetry genes and the evoluton of floral morphologies. Hileman LC, Kramer EM, David A (2003) PNAS, 100 (22): EvoluTon of Perianth and Stamen CharacterisTcs with Respect to Floral Symmetry in Ranunculales. Damerval C, Nadot S (2007) Annals of Botany, 100 (3):
14 ANDROCEO Stame à in origine, sia funzione vessillare sia riprodutva, poi solo riprodutva Ninfea PRIMITIVO Stami numerosi (fiore poliandro). Orchidea Wikipedia free image EVOLUTO Pochi stami (anche 1 solo, fiore monandro), sopra/u/o in fiori zigomorfi e a disseminazione entomocora del polline.
15 ANDROCEO
16 ANDROCEO Solanum laxum
17 ANDROCEO DibaTto scienufico aperto
18 GINECEO Gineceo: formato da uno o più pisulli formau da foglie specializzate (carpelli).
19 GINECEO Colchicum autumnale Ludwigia sp.
20 GINECEO
21 GINECEO
22
23 1. Evoluzione del fiore delle Angiosperme 2. Co- evoluzione fiore- impollinatore
24 TIPI DI DISSEMINAZIONE DEL POLLINE ANEMOFILA (vento) ENTOMOFILA (inset) ZOOFILA (animali) IDROFILA (acqua, rara)
25 TIPI DI DISSEMINAZIONE DEL POLLINE ANEMOFILA (vento) ENTOMOFILA (inset) ZOOFILA (animali) IDROFILA (acqua, rara)
26 TIPI DI DISSEMINAZIONE DEL POLLINE Strobili di Gimnosperme e dispersione anemocora del polline. Entrambe le Upologie di Fanerogame, Angiosperme e Gimnosperme, condividono la Upologia di disseminazione affidata al vento. à Grosse quanutà di polline prodo/o à Polline ortodosso/recalcitrante Es. GRAMINACEE à allergie
27 CO- EVOLUZIONE Disseminazione anemocora à polline piccolo e liscio, stami e sugmi esposu al vento, spesso infiorescenze per aumentare la capacità di dispersione/ca/ura del polline Disseminazione zoo/entomocora à polline appiccicoso, con appigli, morfologia/ stru/ura del fiore a/a ad a/rarre l impollinatore corre/o (piste di a/erraggio, odori, mimesi). Longevità del polline diversa! RIPRODUZIONE NUTRIMENTO
28 CO- EVOLUZIONE Coevoluzione: influenza evoluzionisuca reciproca fra due specie (ciascuna delle due specie esercita una pressione seletva sull altra specie coinvolta, cosicchè entrambe evolvono insieme). Coevoluzione come esempio estremo di mutualismo. Pianta: evoluzione di stru=ure ada=e a richiamare specifici impollinatori Impollinatore: evoluzione di para del corpo e di comportamena adab a favorire l impollinazione di specifiche piante Fleming T H et al. Ann Bot 2009;104:
29 CO- EVOLUZIONE Le relazioni che si creano fra pianta e impollinatore possono essere: stre/e, se vengono coinvolte poche specie (à fino al caso estremo di 2 specie) lasse, se una specie dà origine a relazioni con numerose altre specie (mutualismo diffuso) à traggono beneficio molte specie! Smith TM and Smith RL (2007) ElemenU di ecologia
30 CO- EVOLUZIONE VANTAGGI FIORE INSETTO- IMPOLLINATORE Specifici impollinatori = minor spreco di polline su fiori sbagliau à minor produzione di polline Fiore specifico = minor compeuzione per il cibo con altri inset A/ualmente, 65% delle Angiosperme sono impollinate da inset e circa il 20% degli inset si nutre di ne/are in almeno una fase del proprio ciclo vitale. Efficienza di impollinazione à visite regolari da parte dell impollinatore à il fiore deve offrire una fonte di nutrimento (dire/o = ne/are/polline; indire/o = piccoli inset), un richiamo dire/o (odore, colore, forma, tessitura ) o indire/o (fiore come trappola per prede degli impollinatori colibrì originariamente atrato da piccoli inset e ragni presenu sui fiori, più che dal ne/are)
31 CO- EVOLUZIONE Teorie: 1. Coleo/eri, primi impollinatori, atrau dal secreto vischioso e nutriente prodo/o dagli sugmi. 2. Sviluppo/evoluzione dei ne/àri 3. Protezione degli ovuli (ovario da supero a infero) 4. Sviluppo di foglie vessillari 5. Evoluzione di fiori ermafrodiu, con stami e pisulli sullo stesso fiore
![CO- EVOLUZIONE Teorie: 1. Coleo]eri, primi impollinatori, a^rat dal secreto vischioso e nutriente prodo]o dagli stgmi. 2. Sviluppo/evoluzione dei ne/àri 3.](/docs-images/62/46514907/images/32-0.jpg "Protezione degli ovuli (ovario da supero a infero) 4. Sviluppo di foglie vessillari 5. Evoluzione di fiori ermafrodiu, con stami e pisulli sullo stesso fiore www.")
32 CO- EVOLUZIONE Teorie: 1. Coleo]eri, primi impollinatori, a^rat dal secreto vischioso e nutriente prodo]o dagli stgmi. 2. Sviluppo/evoluzione dei ne/àri 3. Protezione degli ovuli (ovario da supero a infero) 4. Sviluppo di foglie vessillari 5. Evoluzione di fiori ermafrodiu, con stami e pisulli sullo stesso fiore
![prodo/o dagli sugmi. 2. Sviluppo/evoluzione dei ne]àri 3.](/docs-images/62/46514907/images/33-1.jpg "Protezione degli ovuli (ovario da supero a infero) 4.")
33 CO- EVOLUZIONE Teorie: 1. Coleo/eri, primi impollinatori, atrau dal secreto vischioso e nutriente prodo/o dagli sugmi. 2. Sviluppo/evoluzione dei ne]àri 3. Protezione degli ovuli (ovario da supero a infero) 4. Sviluppo di foglie vessillari 5. Evoluzione di fiori ermafrodiu, con stami e pisulli sullo stesso fiore
34 CO- EVOLUZIONE Teorie: 1. Coleo/eri, primi impollinatori, atrau dal secreto vischioso e nutriente prodo/o dagli sugmi. 2. Sviluppo/evoluzione dei ne/àri 3. Protezione degli ovuli (ovario da supero a infero) 4. Sviluppo di foglie vessillari 5. Evoluzione di fiori ermafrodiu, con stami e pisulli sullo stesso fiore
35 CO- EVOLUZIONE Teorie: 1. Coleo/eri, primi impollinatori, atrau dal secreto vischioso e nutriente prodo/o dagli sugmi. 2. Sviluppo/evoluzione dei ne/àri 3. Protezione degli ovuli (ovario da supero a infero) 4. Sviluppo di foglie vessillari 5. Evoluzione di fiori ermafrodiu, con stami e pisulli sullo stesso fiore
36 CO- EVOLUZIONE Teorie: 1. Coleo/eri, primi impollinatori, atrau dal secreto vischioso e nutriente prodo/o dagli sugmi. 2. Sviluppo/evoluzione dei ne/àri 3. Protezione degli ovuli (ovario da supero a infero) 4. Sviluppo di foglie vessillari 5. Evoluzione di fiori ermafrodit, con stami e pistlli sullo stesso fiore
37 CO- EVOLUZIONE ORCHIDEA DI DARWIN Angraecum sp. llustrazione di Alfred Russel Wallace (1871) Wikimedia commons Seminario per l insegnamento di Botanica, Corso di Laurea in Scienze Biologiche UniFE A.A
38 CO- EVOLUZIONE
39 CO- EVOLUZIONE Coleo/eri Imeno/eri Lepido/eri Uccelli Pipistrelli
40 CO- EVOLUZIONE Coleo]eri Olfa/o molto sviluppato Vista poco sviluppata Fiore Profumazioni/odori intensi Ovuli ben protet Grandi dimensioni Colorazione poco appariscente
41 CO- EVOLUZIONE Imeno]eri (es. api) Non vedono il rosso Vedono il blu, il giallo e l UV Si nutrono di ne/are Fiore Colore per lo più blu, giallo, bianco Profumazioni delicate indicatori (es. flavonoidi) Forme specifiche (tubulari, ne/ari evidenu)
42 CO- EVOLUZIONE Mimulus gu=atus. Autore: Algirdas. Wikimedia commons Wikimedia commons UV api - flavonoidi Seminario per l insegnamento di Botanica, Corso di Laurea in Scienze Biologiche UniFE A.A
43 CO- EVOLUZIONE h/p://omodeo.anisn.it/
44 CO- EVOLUZIONE Es. Bocca di leone o simili
45 CO- EVOLUZIONE Nuove teorie: campo ele/rico ed ele/romagneusmo Anni 60, api/bombi con ali cariche + e petali carichi - à il polline è a/ra/o sull inse/o prima che questo tocchi il fiore 2013, i fiori eme/ono campi ele/romagneuci che le api/bombi percepiscono e disunguono Clarke, D., Whitney, H., Su/on, G., & Robert, D. (2013). DetecUon and Learning of Floral Electric Fields by Bumblebees Science DOI: /science
46 CO- EVOLUZIONE Lepido]eri (es. farfalle) Vedono anche il rosso Si nutrono di ne/are Olfa/o poco sviluppato Fiore Vari colori Profumazione assente indicatori Forme specifiche (spesso infiorescenze)
![CO- EVOLUZIONE Lepido]eri (es.](/docs-images/62/46514907/images/47-0.jpg "farfalle) Vedono anche il rosso")
47 CO- EVOLUZIONE Lepido]eri (es. farfalle) Vedono anche il rosso Si nutrono di ne/are Olfa/o poco sviluppato Fiore Vari colori Profumazione assente indicatori Forme specifiche (spesso infiorescenze)
48 CO- EVOLUZIONE Mosche (di]eri) e formiche (imeno]eri) Mosche: amano odori di materiale in decomposizione Formiche e inset non volanu Fiore Odori catvi (mosche) Colorazione rosso- bruno (mosche) Fiori vicini al terreno o facilmente raggiungibili (formiche e inset non volanu)
49 CO- EVOLUZIONE Mosche e formiche Mosche: amano odori di materiale in decomposizione Formiche e inset non volanu Fiore Odori catvi (mosche) Colorazione rosso- bruno (mosche) Fiori vicini al terreno o facilmente raggiungibili (formiche e inset non volanu) Strapelia lepida (Wikimedia commons)
50 CO- EVOLUZIONE
51 CO- EVOLUZIONE Uccelli Olfa/o poco sviluppato Vista molto sviluppata Fiore Profumazioni/odori scarse Colorazione molto appariscente Forme specifiche (es. petali ricurvi)
52 CO- EVOLUZIONE
53 CO- EVOLUZIONE h/p://bybio.wordpress.com/ Fiore Cardinale Colibrì si nutre in volo e il fiore è specializzato a spolverare la testa dell uccello di polline
54 CO- EVOLUZIONE Pipistrelli (chiro]eri) Olfa/o molto sviluppato Vista poco sviluppata Lingua molto lunga e ruvida Animali no/urni Fiore Profumazioni/odori intensi (ammuffito) Colorazione chiara Forme specifiche e resistenu AperU di no/e
55 CO- EVOLUZIONE The pallid bat mainly feeds on insects, but is also an effecuve pollinator of cardon cactus Esempi foto flowers. (Photo by Winifred Frick) The lesser long- nosed bat feeds on nectar and pollen from cactus flowers. (Photo by Winifred Frick h/p://news.ucsc.edu/2012/12/bat- pollinators Insect- eatng bat outperforms nectar specialist as pollinator of cactus flowers Surprising study shows complex relatonships in coevoluton of plants and pollinators. December 06, 2012 By: Tim Stephens University of California Santa Cruz
56 CO- EVOLUZIONE Muchhala N., 2012
57 Iconografia: laddove non specificato, le immagini sono o originali personali o tra/e dal testo FondamenU di Botanica Generale: teoria e prauca (Pancaldi et al., 2011 Mac Graw- Hill). Sito internet (filmato): Prof. Dr. Jonathan Drori h/p:// Biblio extra: PNAS, 2007 Early steps of angiosperm pollinator coevoluton Shusheng Hu, David L. Dilcher, David M. Jarzen and David Winship Taylor Trends in Ecology and EvoluUon, 2013 Pollinator- mediated evoluton of floral signals Florian P. Schiestl and Steven D. Johnson
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ADATTAMENTI DEI VEGETALI AI DIVERSI FATTORI AMBIENTALI: V. Interazioni con altri organismi viventi COEVOLUZIONE FIORI-IMPOLLINATORI Tipi di disseminazione del polline ANEMOFILA (vento) ENTOMOFILA (insetti)
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Costituiscono il gruppo di piante più numeroso, con portamento sia erbaceo che arboreo. Per l enorme varietà di forme assunte sono riuscite ad adattarsi a quasi tutti gli habitat della terra, giungendo
Le Angiosperme. Apomorfie (caratteri innovativi): Fiore. Microsporofilli differenziati in stami. Megasporofilli differenziati in carpelli
ANGIOSPERME Sono comparse circa 200 milioni di anni fa (80 milioni di anni dopo le gimnosperme); reperti fossili sicuri 130-135 milioni di anni Comprendono oltre 250mila specie raggruppate in 400 famiglie
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Le Angiosperme (Anthophyta) Anthos= fiore Angeion= vaso, recipiente; Sperma= seme Piante vascolari con ovuli contenuti nell ovario 2 classi: Monocotiledonopsida, Dicotiledonopsida Il gruppo di piante più
Il ricettacolo (o talamo) è l organo su cui s'inseriscono, in genere in modo verticillato, i vari elementi del fiore.
ANGIOSPERMAE - STRUTTURA DEL FIORE Il fiore completo è composto da quattro verticilli: calice: formato da sepali (antofilli sterili) Perianzio o perigonio corolla: formato da petali (antofilli sterili)
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Il fiore Il fiore Le piante terrestri hanno escogitato uno stratagemma per riprodursi in un ambiente aereo: il fiore, un ambiente chiuso e riparato dal disseccamento, adatto per la fecondazione. Il fiore
RIPRODUZIONE DELLE PIANTE
RIPRODUZIONE DELLE PIANTE La riproduzione, come qualsiasi essere vivente è la funzione fondamentale. Lo è anche nel ciclo vitale di una pianta. Essa può essere: -ASSESSUATA -SESSUATA RIPRODUZIONE ASSESSUATA
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Angiosperme ( magnoliophyta) Sono i vegetali dominanti in tutti i grandi biomi terrestri oltre 350000 specie -Compare il fiore -Ovulo racchiuso nel carpello (semi all interno del frutto) -Doppia fecondazione
fiore perfetto (o completo o ermafrodita)
stimma antera stilo stame filamento dello stame ovario pistillo ovuli petalo sepalo peduncolo fiore perfetto (o completo o ermafrodita) Impollinazione nelle angiosperme Il fiore delle angiosperme È costituito
RADICE. Colletto. Mostra. Radice primaria (con o senza radici secondarie) Fittone, fascicolate, avventizie, tabulari, pnematofori, trampolo
RADICE Sovraintende con i suoi fenomeni osmotici alla nutrizione della pianta Mostra All estremità Sviluppo Colletto Radice primaria (con o senza radici secondarie) Zona pilifera Fittone, fascicolate,
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