Regno delle piante. Riproduzione con e senza seme, impollinazione

Tra le piante terrestri troviamo le "Briofite" (senza discendenti) e le "Tracheofite".

Cosa sono le Briofite?
Le prime, pur contando su 25.000 differenti specie, non avendo i tessuti conduttori (una sorta di "trachee", caratteristiche, invece, delle tracheofite), non sono riuscite ad affermarsi e a diffondersi molto sul nostro pianeta. Tra le briofite troviamo i "Muschi" e le "Epatiche".

Le briofite, non possedendo tessuti conduttori, dei vasi che trasportino le sostanze, i liquidi, come l'acqua, non riescono a raggiungere grandi dimensioni. Assorbono l'acqua come fa una spugna, più che altro la trattengono.

La loro sopravvivenza nel corso del tempo è dovuta al fatto che vivono lungo il terreno, il loro dominio è sempre stato lo spazio basso, vicino alla terra.

I muschi, che sono del tipo "gametofito" (segui collegamento blu per maggiori informazioni), possono avere due tipi di organi per la riproduzione:

• Anteridi, con spermatozoi
• Archegoni, con cellula uovo

Qui possiamo notare il primo passo evolutivo rispetto alle piante marine, come le alghe. Queste ultime, infatti, non possono trattenere i gameti, pur essendo gametofiti.

Come avviene la riproduzione in queste piante briofite?

Il gamete maschile (spermatozoo) feconda il gamete femminile (cellula uovo), muovendosi nell'acqua presente. Nasce lo zigote, dal quale si sviluppa lo sporofito. Da questo si liberano le spore, che si diffonderanno nel terreno dando vita ad un nuovo gametofito. Dopodiché si ripete il ciclo.

Passiamo ora all'altro tipo.

Cosa sono le Tracheofite?

Come già anticipato prima, le tracheofite sono dotate di "trachee", tessuti conduttori.

A questa categoria appartengono tutte le piante che vivono sulla Terra, tranne le briofite.

Suddivisione delle piante tracheofite:

• senza seme e senza fiore (ad esempio felci)
• con seme e senza fiore e frutto (ad esempio pini, abeti)
• con seme, fiore e frutto (ad esempio meli, peri, peschi)

Le tracheofite, grazie ai tessuti conduttori, possono trasferire acqua verso l'alto e quindi svilupparsi facilmente in altezza, con fusto e foglie (cosa impossibile per le briofite).

Come avviene la riproduzione in queste piante tracheofite?

Questo sistema ha reso tali piante indipendenti dall'acqua per quanto riguarda la riproduzione. Nelle briofite avevamo visto che il gamete maschile si muove utilizzando l'acqua come mezzo di trasporto.

Nelle tracheofite si cambia metodo.

Nel tempo, con l'evoluzione, si riduce il gametofito e il gamete maschile limita il proprio movimento.

Nel caso delle felci (senza seme) la presenza dell'acqua è ancora importante.

Tuttavia, nelle piante con seme, la situazione cambia notevolmente. Qui è il gametofito a nascere dallo sporofito (mentre nelle briofite era lo sporofito a svilupparsi dal gametofito).

I gametofiti che si sviluppano sullo sporofito si dividono in:

• gametofito femminile (ovulo)
• gametofito maschile (polline)

Ecco qui la rivoluzione.

Il polline viene trasportato dal vento e dagli animali. In questo modo può fecondare ovuli (l'organo femminile della piante) anche a diversa distanza.

Si tratta di una vera e propria marcia in più.

Pensate ad una zona che diventa quasi deserta, con scarsa quantità di acqua e sostanze nutritive.

Difficile pensare ad un futuro per le piante che vivono in quel terreno. Ma grazie al polline, e ai suoi viaggi, le nuove generazioni potranno trovare altre zone, migliori, con maggiore possibilità di sopravvivenza.

Torniamo alla riproduzione delle piante. Il granulo di polline giunge finalmente sull'ovulo e qui si crea un lungo tubicino ("Budello pollinico") all'interno del quale si muoverà il gamete maschile, fino a raggiungere la cellula uovo. Non serve più l'acqua e il gamete maschile non deve muoversi molto, perché viene trasportato dal polline.

Dall'ovulo fecondato nasce il seme.

Il seme è costituito dall'embrione, dall'endosperma (sostanze nutritive per la sopravvivenza e lo sviluppo dell'embrione; pensate ad esempio all'uovo, con la parte rossa, il tuorlo, che serve a nutrire l'embrione, che darà vita ad un uccello, come la gallina) e dai tegumenti (il rivestimento esterno).

Le piante, grazie alla produzione del seme, riescono a riprodursi in maniera straordinaria. Anche senza acqua, il seme può durare anche anni e far nascere un nuovo vegetale, non appena si presentino le condizioni ideali. Infatti, al giorno d'oggi, si possono comprare semi e tenerli da parte, finché non si decide di metterli in un vaso, con un po' di terra e un po' d'acqua.

Le tracheofite senza seme (felci, equiseti e licopodi) dipendono dall'acqua per quanto riguarda la riproduzione e il gametofito è più delicato e vulnerabile, rispetto al seme.

Mentre, quelle con seme, ma ancora senza fiore e frutto, dette anche "Gimnosperme" (il cui significato è "seme nudo"). Nelle angiosperme (il cui significato è "seme protetto"), invece, l'ovulo è ricoperto da uno strato protettivo.

Le più famose gimnosperme sono le conifere (pini, abeti, sequoie, cipressi...). Nel pino, ad esempio, la cellula uovo si trova nella pigna, che è un "seme nudo". I gameti maschili si trovano in forme simili ma più piccole, che prendono il nome di "coni maschili".

Passando ora alle tracheofite con seme, fiore e frutto, le "Angiosperme", ci occupiamo della categoria più evoluta e più giovane. Un tempo il pianeta era dominato dalle gimnosperme, dalle conifere; oggi non più, il potere è passato alle piante con fiore e frutto.

Gli ovuli e il polline, presenti anche nelle gimnosperme, si trovano nel fiore delle angiosperme, che è quindi detto "ermafrodito" (termine che deriva dal dio greco Hermes e dalla dea greca Afrodite), perché ha sia l'organo maschile che quello femminile.

Il fiore protegge l'ovulo all'interno, nell'ovario. Dopo la fecondazione l'ovario diventa più grande, fino a diventare un frutto, che a sua volta protegge il seme (pensiamo ai semini dentro le mele o le pere, ma anche a tutti quei frutti che noi chiamiamo verdure, come le zucchine, i pomodori, i fagiolini...).

Un ottimo sistema di riproduzione.

Il fiore, colorato e profumato, attira l'insetto. Poi l'insetto vola via con il polline prelevato e va in un altro fiore, il quale utilizza il polline per la fecondazione dell'ovulo e, a sua volta, può dare all'insetto altro polline da portare ad un altro fiore.

Il frutto, poi, risulta essere commestibile, buono, succoso. E non è un caso.
La natura ha pensato anche a questo e l'evoluzione ha portato a produrre un cibo che attirasse gli animali, in modo che poi, gli stessi, potessero raggiungere altre zone e, tramite le feci (ottimo concime, tra l'altro), depositare i semi dei frutti di cui si sono nutriti, direttamente nel terreno, per dare il via a nuova vita, una nuova pianta.

Ci sono casi in cui i fiori possono essere solo maschili o solo femminili (piante "Dioiche", come l'ortica, la canapa) e presenti su esemplari differenti (quindi hanno meno facilità di incontrarsi); e altri casi in cui i fiori sono maschili e femminili ma si trovano nella stessa pianta (piante "Monoiche", come nel caso del granoturco e della quercia).

Com'è fatto un fiore? Quali sono le sue funzioni?

Il fiore è formato da foglioline particolari, suddivise in diverse tipologie:

• Sepali, più esterne, spesso di colore verde, simili a normali foglie
• Petali, all'interno, di vari colori e varie forme.

L'insieme dei sepali viene detto "Calice", mentre l'insieme dei petali è detto "Corolla".

Dentro la corolla troviamo gli organi della riproduzione:

• Stame (maschile), una sporgenza sottile alla cui estremità c'è l'Antera, che contiene il polline
• Pistillo (femminile), formato dall'Ovario, dallo Stilo e dallo Stimma, che attira il polline

Quando arriva il polline, portato ad esempio da un insetto, questo si attacca allo stimma. 

Dal polline fuoriesce il tubo pollinico (di cui abbiamo parlato prima) che entra nello stilo, alla ricerca di un uovo da fecondare. Questo procedimento si chiama "Impollinazione".

Fiore, riproduzione tramite pistillo e polline

Come potete vedere dal disegno, ciò che ci appare un semplice fiore fatto di petali colorati nasconde in realtà una struttura davvero elaborata e non tanto lontana dalla struttura degli organi riproduttivi della donna e dell'uomo.

Quanto tempo impiega il tubo pollinico a raggiungere l'ovulo, partendo dal granulo di polline?

Dipende. Nel granoturco qualche ora, nella quercia qualche mese.

L'impollinazione attuata grazie all'intervento degli insetti (trasportatori di polline) viene detta "Entomofila", mentre quella attuata con il vento è chiamata "Anemofila".

• Nel primo caso i fiori sono colorati e "attraenti" per il fiore, ma il polline è limitato, visto che sarà più facile che giunga a destinazione (cioè su un altro fiore).
• Nel secondo caso i fiori non hanno bisogno di essere appariscenti, ma si deve produrre una maggiore quantità di polline perché non si sa dove il vento lo porterà e se giungerà a destinazione.

Un ultima distinzione, all'interno delle angiosperme, riguarda le parti del fiore:

• se il fiore è costituito da 4 o 5 parti (o multipli di 4 o 5) abbiamo le "Dicotiledoni"
• se il fiore è costituito da 3 parti (o multipli di 3) abbiamo le "Monocotiledoni"

Dal prossimo capitolo ("Animali, organismi pluricellulari complessi ed eterotrofi") iniziamo a trattare un altro argomento: il regno degli animali.