Biologia per Majors II

Come per le angiosperme, anche il ciclo di vita di una gimnosperma è caratterizzato dall’alternanza di generazioni. Nelle conifere come i pini, la parte verde della pianta è lo sporofito e i coni contengono i gametofiti maschili e femminili (Figura 1)., I coni femminili sono più grandi dei coni maschili e sono posizionati verso la cima dell’albero; i piccoli coni maschili si trovano nella regione inferiore dell’albero. Poiché il polline viene versato e soffiato dal vento, questa disposizione rende difficile per una gimnosperma autoimpollinare.

Figura 1. Questa immagine mostra il ciclo di vita di una conifera. Il polline dei coni maschili esplode nei rami superiori, dove fertilizza i coni femminili. Esempi sono mostrati di coni femminili e maschili., (credit “female”: modifying of work by”Geographer “/Wikimedia Commons; credit” male”: modifying of work by Roger Griffith)

Gametofito maschile

Un cono maschile ha un asse centrale su cui sono attaccate le brattee, un tipo di foglia modificata. Le brattee sono note come microsporofille (Figura 2) e sono i siti in cui si svilupperanno le microspore. Le microspore si sviluppano all’interno del microsporangium. All’interno del microsporangio, le cellule conosciute come microsporociti si dividono per meiosi per produrre quattro microspore aploidi., L’ulteriore mitosi del microspore produce due nuclei: il nucleo generativo e il nucleo del tubo. Alla maturità, il gametofito maschile (polline) viene rilasciato dai coni maschili e viene trasportato dal vento per atterrare sul cono femminile.

Figura 2. Questa serie di micrografie mostra un gametofito gimnosperma maschile. (a) Questo cono maschio, mostrato in sezione trasversale, ha circa 20 microsporofille, ognuna delle quali produce centinaia di gametofiti maschili (grani di polline). (b) I grani di polline sono visibili in questa singola microsporofilla., (c) Questo micrografo mostra un singolo granello di polline. (credito: modifica del lavoro di Robert R. Wise; scala-bar dati da Matt Russell)

Gametofito femminile

Il cono femminile ha anche un asse centrale su cui sono presenti brattee note come megasporofille (Figura 3). Nel cono femminile, le cellule madri megaspore sono presenti nel megasporangium. La cellula madre di megaspore si divide per meiosi per produrre quattro megaspore aploidi., Una delle megaspore si divide per formare il gametofito femminile multicellulare, mentre le altre si dividono per formare il resto della struttura. Il gametofito femminile è contenuto all’interno di una struttura chiamata archegonio.

Figura 3. Questa serie di micrografie mostra un gametofito gimnosperma femminile. (a) Questa sezione trasversale di un cono femminile mostra porzioni di circa 15 megasporophylls. (b) L’ovulo può essere visto in questa singola megasporofilla. (c) All’interno di questo singolo ovulo si trovano la cellula madre megaspore (MMC), il micropilo e un granello di polline., (credit: modification of work by Robert R. Wise; scale-bar data from Matt Russell)

Processo riproduttivo

All’atterraggio sul cono femminile, la cellula tubulare del polline forma il tubo pollinico, attraverso il quale la cellula generativa migra verso il gametofito femminile attraverso il micropilo. Ci vuole circa un anno per il tubo pollinico a crescere e migrare verso il gametofito femminile. Il gametofito maschile contenente la cellula generativa si divide in due nuclei spermatici, uno dei quali si fonde con l’uovo, mentre l’altro degenera., Dopo la fecondazione dell’uovo, si forma lo zigote diploide, che si divide per mitosi per formare l’embrione. Le squame dei coni sono chiuse durante lo sviluppo del seme. Il seme è coperto da un mantello di semi, che deriva dallo sporofito femminile. Lo sviluppo dei semi richiede da uno a due anni. Una volta che il seme è pronto per essere disperso, le brattee dei coni femminili si aprono per consentire la dispersione del seme; non si ha formazione di frutti perché i semi delle gimnosperme non hanno copertura.

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