Gimnosperma (Italiano)

Caratteristiche generali

In tutti i gruppi di gimnosperme viventi, la parte visibile del corpo della pianta (cioè il fusto e i rami in crescita) rappresenta lo sporofito, o asessuato, generazione, piuttosto che la generazione gametofita, o sessuale. Tipicamente, uno sporofito ha un fusto con radici e foglie e porta le strutture riproduttive. Come piante vascolari, le gimnosperme contengono due tessuti conduttori, lo xilema e il floema. Lo xilema conduce lacqua e i minerali dalle radici al resto della pianta e fornisce anche un supporto strutturale. Il floema distribuisce gli zuccheri, gli amminoacidi e le sostanze nutritive organiche prodotte nelle foglie ai tessuti non fotosintetici della pianta.

Nella maggior parte delle gimnosperme i coni pollinici maschili, chiamati microstrobili, contengono foglie ridotte chiamate microsporofille. I microsporangi, o sacche di polline, sono portati sulle superfici inferiori delle microsporofille. Il numero di microsporangia può variare da due in molte conifere a centinaia in alcune cicadee. Allinterno dei microsporangi ci sono cellule che subiscono la divisione meiotica per produrre microspore aploidi.

La fase gametofita inizia quando la microspora, mentre è ancora allinterno del microsporangio, inizia a germogliare per formare il gametofito maschile. Un singolo nucleo di microspore si divide per mitosi per produrre poche cellule. In questa fase il gametofito maschile (chiamato granello di polline) viene liberato e trasportato dal vento o dagli insetti.

I coni ovulati femminili, chiamati megastrobili, possono essere portati sulla stessa pianta che porta i microstrobili (come nelle conifere) o su piante separate (come nelle cicadee e nel ginkgo). Un megastrobilus contiene molte scale, chiamate megasporofille, che contengono megasporangia. Allinterno di ogni megasporangio, una singola cellula subisce una divisione meiotica per produrre quattro megaspore aploidi, tre dei quali tipicamente degeneri. Il restante megaspore subisce la mitosi per formare il gametofito femminile. Man mano che il numero di nuclei liberi si moltiplica, il megasporangio e il muro del megaspore si espandono. A questo punto lovulo è pronto per essere fecondato.

Tuttavia, prima che possa aver luogo la fecondazione, il gametofito maschio maturo (il granulo di polline) deve essere trasportato al gametofito femminile, il processo di impollinazione. In molte gimnosperme, una “gocciolina di impollinazione” appiccicosa fuoriesce da un minuscolo foro nel megasporangio femminile per catturare i granuli di polline. La gocciolina viene quindi riassorbita nel megasporangio per la fecondazione. In altre specie, il granulo di polline si deposita sulla superficie del megasporangio, dove il gametofito maschile si sviluppa ulteriormente. Un tubo pollinico emerge dal chicco e cresce attraverso il megasporangium verso la struttura multicellulare contenente luovo chiamata archegonio. Luovo e lo sperma continuano a maturare, il nucleo di questultimo subisce ulteriori divisioni risultanti in due maschi gameti, o sperma. È interessante notare che le cicadee e il ginkgo sono le uniche piante da seme con sperma flagellato. Quando il tubo pollinico raggiunge larchegonio, sia luovo che lo sperma sono completamente maturi e luovo è pronto per essere fecondato.

Nelle gimnosperme, quando i nuclei dei due spermatozoi incontrano la cellula uovo, un nucleo muore e laltro si unisce al nucleo delluovo per formare uno zigote diploide. luovo subisce la mitosi per iniziare lo sviluppo di una nuova generazione di sporofiti: lembrione multicellulare del seme. Il cibo per lembrione in via di sviluppo è fornito dallenorme gametofito femminile pieno di amido che lo circonda. Lintervallo di tempo tra limpollinazione e la maturazione dellembrione in una nuova generazione di sporofiti varia tra i diversi gruppi, da pochi mesi a oltre un anno (nel pino, per esempio).

Nelle gimnosperme come cicadee e Ginkgo, il mantello del seme è noto come sarcotesta e si compone di due strati. Il sarcotesta è spesso colorato in modo vivace nelle cicadee e il sarcotesta dei semi di Ginkgo ha un cattivo odore quando è maturo. I semi di alcune conifere hanno una sottile struttura alare che può aiutare nella distribuzione del seme. Altri, come i tassi, hanno una struttura carnosa, nota come arillo, che circonda il seme. I coni di ginepro sono carnosi e comunemente mangiati dagli uccelli.

Alla maturità, un embrione di gimnosperma ha due o più foglie di semi, note come cotiledoni. Cycas, Ginkgo e gnetofite hanno due cotiledoni nellembrione; pino e altre conifere possono averne diversi (otto è comune; alcuni ne hanno fino a 18).Nelle cicadee e nel ginkgo i cotiledoni rimangono allinterno del seme e servono a digerire il cibo nel gametofito femminile e ad assorbirlo nellembrione in via di sviluppo. I cotiledoni di conifere emergono tipicamente dal seme e diventano fotosintetici.