Semi

Introduzione

Prima di iniziare a parlare dei semi è giusto avere un idea di come essi vengano generati e di quale sia la loro morfologia. I semi vengono prodotti dal fiore, l’organo riproduttivo delle angiosperme, si tratta di un piccolo germoglio costituito da diverse strutture che prendono origine, come per ascidi e trappole varie, da modificazioni fogliari.

Anatomia del fiore

Una breve descrizione anatomica di questa struttura è necessaria per poter meglio comprendere il suo funzionamento. Partendo dalla parte bassa del fiore, alla fine dello stelo floreale, troviamo il talamo, o ricettacolo un fusto modificato, più tozzo e ingrossato che porta il perianzio (insieme di calice e corolla) gli stami e il carpello. Quando il bocciolo è ancora chiuso si possono meglio notare i sepali, delle piccole foglioline che racchiudono il bocciolo prima e dopo l’apertura del fiore con la funzione di proteggere gli importanti organi riproduttivi veri e propri, l’insieme dei sepali forma il calice. I sepali possono essere verdi come nel caso delle drosere o colorati.

I petali hanno la funzione di attirare gli animali impollinatori, oltre che a proteggere ulteriormente le parti interne, e per questo motivo la pianta è disposta a spendere parte delle sue energie per la produzione di foglie colorate in modo sgargiante e produzione di nettare profumato, l’insieme dei petali forma la corolla. Se i sepali sono uguali ai petali vengono chiamati tepali e il complesso viene chiamato perigonio che può essere sepalino (se è verde) o petalino (se è colorato) Un magnifico caso di perigonio petalino è quello del fiore della sarracenia Tarnok.

Al centro del fiore troviamo finalmente i veri protagonisti, gli stami e i carpelli. Gli stami sono gli organi riproduttivi maschili costituiti da un filamento, che si inserisce nel talamo, alla cui estremità troviamo l’antera, parte fertile, formata da due logge distinte contenenti ciascuna due teche o sacche polliniche, all’interno delle quali si sviluppano i granuli di polline. Ogni granulo mauro possiede un nucleo germinativo e un nucleo vegetativo. Gli stami possono presentarsi con filamenti distinti o con filamenti raggruppati in un'unica o più strutture. L’apparato riproduttivo femminile, detto anche gineceo, può essere formato da uno o più carpelli (o pistilli), ciascuno dei quali è costituito da ovario, stilo e stigma. Lo stigma è la parte terminale del pistillo e presenta un apertura sulla quale si depositano e germinano i granuli pollinici. Lo stilo è un tubetto che collega lo stigma all’ovario, un fiore può presentarsi con stili distinti, come nelle drosere, o con stili fusi assieme come nelle sarracenie, in cui c’è anche una modificazione degli stigma, che formano la caratteristica struttura ad ombrello. L’ovario è quel rigonfiamento dal quale partono gli stili e racchiude uno o più ovuli dai quali si origineranno i semi. Ogni ovulo è costituito da due tegumenti, che diverranno testa e tegmen del seme, che racchiudono una nocella all’interno della quale avrà origine il sacco embrionale.

Maturazione del ovario

La nocella contiene cellule diploidi, una di queste, detta “cellula madre delle macrospore”, tramite meiosi, forma 3 cellule aplodi abortive più una cellula aploide detta macrospora che si accresce a spese della nocella. Successivamente la macrospora (n) da origine attraverso tre mitosi, a 8 nuclei e 7 cellule (sei aploidi e una diploide) che si dispongono in modo particolare all’interno dell’ovulo: la grande cellula con i due nuclei aloidi migra al centro, altre tre migrano all’altra estremità del sacco embrionale (cellule antipodali) e altre tre restano ferme, fra queste una diverrà l’oosfera e le altre due cellule sinergidi.

Doppia fecondazione

Il granulo pollinico, una volta arrivato sullo stigma, inizia a degradare lo stilo e il nucleo vegetativo incomincia a formare il tubetto pollinico nel quale scenderà il nucleo germinativo. Durante il percorso quest’ultimo si divide in due nuclei spermatici che danno luogo alla famosa doppia fecondazione delle angiosperme. Giunti al sacco embrionale uno dei due spermi feconda l’oosfera dando origine allo zigote, mentre l’altro si fonde con la cellula centrale dando origine ad una grande cellulona triploide (3n) che sarà il futuro endosperma, un importantissimo tessuto del seme con funzione nutritizia.

A questo punto lo zigote si divide in due cellule che avranno destini differenti, una dividendosi andrà a formare un filamento che unisce l’embrione alla pianta madre, che originerà poi la radichetta embrionale, l’altra va a formare l’embrione con annesse le prime due fogliette embrionali e i relativi cotiledoni (o cotiledone nel caso di monocotiledoni) (img 6) La cellula triploide si divide formando un ammasso pluricellulare, l’endosperma, al termine di questa fase nel seme in via di maturazione si osserva una sintesi ed un accumulo di proteine di riserva, lipidi e LEA (Late Embryogenesis Abundant), proteine definite “abbondanti al termine dell’embriogenesi” che sono ampiamente coinvolte nella tolleranza dell’embrione alla disidratazione. Nell’ultima fase i tegumenti della nocella racchiudono embrione ed endosperma formando il tegmen, all’interno, e la testa, all’esterno, che è la parte di seme che comunemente vediamo. Questi due tegumenti giocano un ruolo chiave nel controllo della germinazione. In questa fase finale inoltre il seme si disidrata perdendo il 90%, a seguito della disidratazione il metabolismo si arresta ed il seme entra in uno stato di quiescenza o, come vedremo più avanti in uno stato di “dormienza”.

A promuovere l’accumulo delle sostanze di riserva e la tolleranza alla disidratazione e è un importante ormone vegetale, l’acido abscissico (ABA), che si occupa dell’accrescimento e apertura degli stomi in condizioni di stress idrico e della maturazione e dormienza dei semi. L’ABA ha anche l’importante funzione di inibire la viviparia a metà dell’embriogenesi (ossia la germinazione dei semi ancora attaccati alla pianta madre) infatti nella seconda metà dell’embriogenesi si alza la concentrazione di ABA endogeno nel seme. All’interno del seme lo zigote controlla la concentrazione dell’ABA nell’embrione e nell’endosperma, mentre è il genotipo della pianta madre a controllare la quantità di ABA precoce e che aiuta a sopprimere la viviparia: numerosi esperimenti sono stati fatti su mutanti vivipari e si è dimostrato che molti di questi erano carenti di ABA. Il ruolo dell’ABA nel mantenimento della dormienza è più ampiamente descritto nella scheda “Dormienza dei semi”

Detto ciò vediamo una stupenda carrellata di semi di piante carnivore in cui si può notare l’estrema diversità che possono assumere, colore, forma, consistenza, dimensione. Un seme di nepentes infatti è quasi malleabile, mentre un seme di drosophyllum o di sarracenia può essere durissimo. Lo stesso discorso può essere fatto paragonando i semi di alcune drosere a quelli di sarracenie per vedere subito, ad occhio nudo, quanto differiscano in dimensione:

Autore: Capensos Fonte img: Capenson - Er Biconzo