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Ciclo vitale - Facoltà di Lettere e Filosofia

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La riproduzione

nelle piante


2 funzioni differenti:

1) Produzione di discendenti che ereditano copie

identiche di geni parentali

→ RIPRODUZIONE ASESSUALE

La progenie conserva le capacità di adattamento

dei genitori

intervento di un solo individuo

2) Produzione di nuovi individui geneticamente diversi

dai genitori

→ RIPRODUZIONE SESSUALE

Determinazione di molte nuove combinazioni geniche

“incontro” tra cellule germinali o gameti


Genoma: Genoma la quantità di DNA presente in una cellula

organizzata in cromosomi. Il corredo cromosomico è

costituito da coppie di cromosomi ed ogni cromosoma

forma una coppia con il suo omologo. Un genoma così

costituito viene definito diploide 2n

Corredo cromosomico umano 2n

n = 23

2n = 46

Nel ciclo vitale di un organismo che si riproduce

sessualmente il numero diploide 2n deve essere ridotto

ad n prima della fecondazione


La riproduzione sessuale ha richiesto

l’evoluzione della meiosi

Mitosi

Mitosi: il meccanismo

attraverso il quale a due

cellule figlie viene consegnata

la stessa quantità di

informazione genetica e lo

stesso numero di cromosomi

Meiosi: Meiosi il meccanismo

attraverso il quale viene

dimezzata la quantità di

informazione genetica e il

numero di cromosomi,

mediante la separazione degli

omologhi


La riproduzione asessuale

- no rimescolamento genetico

- individui figli geneticamente identici tra

loro ed al genitore (cloni)

- tipica di organismi unicellulari ma anche

pluricellulari

Vantaggio: elevata velocità riproduttiva

Svantaggio: produce organismi identici o

molto simili


Per le piante…

Es. frammentazione (vite)

-Rizomi e stoloni

-Tuberi

-Bulbi

-Bulbilli epigei

-Polloni (gemme e germogli

avventizi)

Bulbilli epigei

polloni

Bulbilli epigei

Bulbo tuberi Stoloni

Rizoma


Clonaggio tramite

colture di tessuti

Le cellule vegetali:

- hanno elevate capacità

rigenerative

- sono totipotenti

Es. rigenerazione da foglie


Riproduzione

sessuale


La riproduzione sessuale

= unione di due cellule aploidi di sesso opposto –

GAMETI – con formazione di una cellula: ZIGOTE

da processi di Plasmogamia + Cariogamia = Singamia

Vantaggio: produzione di individui figli diversi tra loro e dai

genitori, mantenimento di un’elevata variabilità genetica

Svantaggi:

- è indispensabile l’incontro di due gameti provenienti da due

individui diversi

- richiede il differenziamento di organi particolari per lo

sviluppo dei gameti

-richiede meccanismi specifici che favoriscano l’incontro dei

gameti


I gameti e gli organi della riproduzione

I gameti necessitano di protezione

Piante terrestri: gametangio

Maschile: anteridio Femminile: archegonio


(N)

(N) (N)

MEIOSI

(N)

Ciclo vitale

FASE APLOIDE

FASE DIPLOIDE

-Si basa sulla riproduzione sessuale

gamete(N)

GAMIA zigote (2N)

- È la principale fonte di novità biologica

gamete(N)


I cicli vitali:

l’alternarsi alternarsi di fasi aploidi e diploidi

Cicli diplonti: diplonti l’unico elemento aploide è il gamete. Lo zigote

per mitosi dà origine a una popolazione diploide.

Esempio: tutti gli animali

Cicli aplonti: aplonti l’unico elemento diploide è lo zigote.

Esempio: funghi

Cicli aplodiplonti: aplodiplonti lo zigote origina una popolazione diploide, alla

meiosi si originano delle spore aploidi che originano a loro volta

per mitosi i gameti aploidi.

Esempi: piante


Il nostro ciclo vitale

gamia

Mitosi

differenziamento

e crescita

meiosi

meiosi


CICLO

DIPLONTE

(Meiosi gametica)

GAMIA

2N

N

MEIOSI

gameti (N) GAMIA

MEIOSI

MEIOSI

FASE APLOIDE

FASE DIPLOIDE

INDIVIDUO

DIPLOIDE

(2N)

MITOSI

Quali organismi:

•Tutti gli animali

•Alcune alghe

zigote

(2N)

gameti

(N)


CICLO

APLONTE

MEIOSI

(Meiosi zigotica)

2N

GAMIA

MITOSI

INDIVIDUO

APLOIDE

(N)

MITOSI

spore (N)

MEIOSI

N

Zigomicete (Rhizopus)

FASE APLOIDE

FASE DIPLOIDE

zigote

(2N)

GAMIA

Quali organismi:

gameti

(N)

•Maggior parte dei funghi

•Alcune alghe verdi (Chlorophyta)

•Molti protozoi

gameti

(N)


Il ciclo vitale delle

piante è più

complesso…


CICLO

APLODIPLONTE

(Meiosi sporica)

MEIOSI

2N

spore (N)

MEIOSI

N

MITOSI

GAMETOFITO

(N)

FASE APLOIDE

FASE DIPLOIDE

GAMIA

SPOROFITO

(2N)

MITOSI

MITOSI

gameti

(N)

GAMIA

zigote (2N)

Quali organismi:

•Tutte le piante

•Alcune alghe

•Alcuni funghi

gameti

(N)


Nell’evoluzione delle piante,

la fase gametofitica tende drasticamente a ridursi

a favore della fase sporofitica


Ciclo vitale di un

muschio (briofite)


Ciclo vitale di una

felce (pteridofite)


SPOROFITO

- Diploide

- Organi sessuali contenenti

cellule che vanno incontro a

meiosi: formazione di SPORE APLOIDI

DIFFERENZA FRA SPORE E GAMETI:

- i gameti si fondono e producono lo zigote

- le spore subiscono mitosi e formano una nuova

pianta aploide: aploide:

IL GAMETOFITO che produce i GAMETI

che fondendosi originano lo zigote che accrescendosi

forma lo SPOROFITO


Alternanza di

generazioni

ETEROMORFE


piccole cellule

spermatiche mobili:

microgametofito

MICROGAMETI

prodotto dalle

prodotte dal microspore

grandi ovocellule

immobili:

MEGAGAMETI

prodotte dal

OOGAMIA

ETEROSPORIA

megagametofito

prodotto dalle

macrospore

nuovo

sporofito


Ciclo vitale

di una

Gimnosperma


Strobili maschili


Strobili femminili


microgametofito


megagametofito


Seme di Pinus

Pinus


La

struttura

del

Fiore

Insieme dei sepali: CALICE

Insieme dei petali: COROLLA

Calice + Corolla: PERIANZIO


Ciclo vitale di

una Angiosperma


Stami → androceo

Teca pollinica

Loggia pollinica


Granuli di

polline

(microgametofito

microgametofito)

Pori germinativi

Parete molto complessa:

Intina: Intina:

cellulosa

Esina: Esina:

sporopollenina

microgameti


Carpelli → gineceo


Il sacco embrionale

(megagametofito

megagametofito)


Sullo stimma il polline germina e produce il

tubetto pollinico


La dispersione del polline

Impollinazione zoofila

Sviluppo di mezzi di richiamo

Entomofila (insetti)

odori, colori

farfalle (colori, odori)

“esche”: polline, nettare

pollini adesivi

coleotteri (fiori bianchi, odori)

ditteri (zanzare, mosche) (nettare)

imenotteri (api) (fiori bianchi/azzurri, profumati)

Ornitofila (uccelli)

colibrì (fiori rossi/gialli, nettare)

Fuchsia, Fuchsia, Passiflora, Passiflora, Hibiscus, Hibiscus,

Cactaceae,

Cactaceae,

Orchidaceae

Pipistrelli

fiori bianchi, petali aperti di notte, odore, nettare

(apparato boccale modificato)


La dispersione del polline

Impollinazione anemofila (vento)

modalità più antica, adattamento all’ambiente (Poaceae ( Poaceae, , Querce)

riduzione del perianzio, aumento della quantità di polline

Impollinazione idrofila

Angiosperme acquatiche


Alcuni fiori

producono

pigmenti che

assorbono la

luce UV a

creare schemi

particolari

Alcuni fiori non producono

nettare, gli impollinatori si

nutrono di stami…


Sviluppo dell’embrione e del seme

Stadio globulare

Embrione

maturo

Stadio a cuore

Stadio a

torpedine


Lo sviluppo del frutto

Ovulo → seme Ovario → frutto


La maturazione del frutto

- Cambiamento di colore

- Cambiano composizione

e consistenza

- Stimolata dall’etilene


La dispersione dei semi

Dispersione autocora

Es. Impatiens, Oxalis, Geranium, cocomero asinino, arachide


La dispersione dei semi

Dispersione anemocora

Dispersione anemocora

semi piccoli o con espansioni piumose (pappi)


La dispersione dei semi

Dispersione idrocora

Dispersione idrocora

semi di Nymphaea, frutti della noce di cocco


Dispersione zoocora

La dispersione dei semi

epizoocoria (Salvia, Medicago)

endozoocoria (fragola, uva, mirtillo, oliva, avocado, cachi, fico)

mirmecoria (Chelidonium, viola, bucaneve, Anemone nemorosa)

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