Lezione 2

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BOTANICA SISTEMATICA
Lezione 2 Biologia della Riproduzione
Trichomanes reniforme G. Forst.
Alessandro Petraglia
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La riproduzione è quel processo mediante il quale
un individuo dà origine ad uno o più discendenti
a lui simili capaci di riprodursi
La riproduzione è importante per la conservazione
e la diffusione della specie
In tantissimi casi la conservazione della specie
non coincide con la conservazione dellindividuo,
infatti molte specie, dopo essersi riprodotte,
muoiono.
?
Questo si verifica non solo nelle piante annuali
o bienni, ma anche in molte specie perenni che
fioriscono e producono semi una sola volta nella
loro vita
Agave americana L.
Biologia della riproduzione
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Nei vegetali sono stati distinti vari tipi di
riproduzione
In base alla parte del corpo interessata a questo
processo si parla di
SPECIE OLOCARPICHE se lindividuo passa nella sua
interezza alla fase riproduttiva.
SPECIE EUCARPICHE se lindividuo, dopo un periodo
più o meno lungo di vita vegetativa, modifica una
porzione del suo corpo in modo che sia solo
questa a partecipare in modo diretto al processo
riproduttivo
La riproduzione rappresenta la scomparsa
dellindividuo come tale
LOLOCARPIA si trova solo negli organismi
unicellulari nei quali la funzione vegetativa e
quella riproduttiva sono più o meno distanziate
nel tempo, ma non nella parte del copro che vi
partecipa
VEGETATIVA
In base alla modalità con cui avviene il processo
riproduttivo si distinguono due differenti tipi
di riproduzione
SESSUATA
Biologia della riproduzione
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Riproduzione vegetativa
La riproduzione vegetativa (o agamica) consiste
nella produzione di nuovi individui in seguito
alla suddivisione in due o più parti del corpo
vegetativo di un individuo, o al semplice
distacco di una sua parte più o meno grande
Modalità della riproduzione vegetativa
Biologia della riproduzione
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Biologia della riproduzione
Biologia della riproduzione
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Biologia della riproduzione
Biologia della riproduzione
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E la forma più semplice di riproduzione
vegetativa
Nella scissione la cellula madre si divide
completamente in due nuove cellule figlie ?
SCHIZOTOMIA
Un più elevato valore di propagazione si ha nella
divisione multipla (SCHIZOGONIA) di una cellula
nella quale da una cellula madre si originano
molte cellule figlie
Chlamydomonas sp.
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Consiste nel semplice distacco di una parte del
corpo dellindividuo capace a propria volta di
riaccrescersi e di ripristinare un nuovo
individuo
Questa forma di riproduzione si riscontra dalle
alghe azzurre fino alle piante superiori
In giardinaggio viene utilizzata la capacità
rigenerativa per propagare alcune specie vegetali
(TALEA)
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PROPAGULI PLURICELLULARI
4.
Consiste nel semplice distacco di una parte del
corpo specializzata per questa funzione e dalla
quale si originerà un nuovo individuo
Questa forma di riproduzione si riscontra in
numerosi gruppi
Dentaria bulbifera L.
Marchantia polymorpha L.
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Si può considerare come un caso particolare di
frammentazione che si concretizza con la
produzione, sempre per mitosi, di cellule capaci
di dare origine ad un individuo se le condizioni
ambientali sono favorevoli
In quasi tutti i gruppi di organismi vegetali
(procarioti ed eucarioti) si sono sviluppate
cellule germinali asessuate (AGAMETI) che
rappresentano un importante mezzo di
moltiplicazione
Esogeni
CONIDI (Esospore o Conidiospore)
Endogeni
ENDOSPORE
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Riproduzione sessuata
Limportanza della riproduzione sessuata (o
sessuale) risiede più che nellaumento del numero
degli individui, nella ricombinazione del loro
patrimonio genetico. In tal modo vengono
sostanzialmente migliorate le condizioni per
ladattamento e levoluzione
La riproduzione sessuata consiste nellunione di
due cellule
GAMIA
Durante la quale avviene la fusione del loro
contenuto
PLASMOGAMIA
CARIOGAMIA

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Come sono fatte le cellule tra le quali avviene
la gamia?
La riproduzione sessuale ha come presupposto due
successive divisioni di una cellula particolare
(cellula madre meiocito cellula gonotoconte),
dalla quale verranno prodotte sempre quattro
cellule (tetradi)
2n
La divisione della cellula non avviene per
mitosi, ma per MEIOSI
Meiosi I
Queste cellule si differenziano da quelle che si
originano per mitosi perché hanno un numero di
cromosomi dimezzato (n, aploide) e perché i loro
cromosomi hanno una distribuzione dei geni
differente da quella del meiocito
Meiosi II
4 meiospore (n)
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Negli organismi vegetali esistono diversi tipi di
gameti
-

I gameti sono morfologicamente uguali (ISOGAMETI)
ISOGAMIA
Si differenziano fisiologicamente
I gameti sono morfologicamente uguali, ma uno è
più grande e laltro è più piccolo (MACROGAMETI e
MICROGAMETI)
ANISOGAMIA
Il macrogamete, più grande e meno mobile, viene
definito come gamete femminile
Il gamete femminile è grande e immobile e viene
fecondato da gameti maschili piccoli e mobili
(SPERMI)
OOGAMIA
SPERMATOZOIDI
Con flagelli
SPERMAZI
Senza flagelli
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Le strutture in cui si formano i gameti sono dette
GAMETOCISTI
GAMETANGI
Se i gameti si formano allinterno di organi
riproduttori unicellulari
Se i gameti si formano allinterno di organi
riproduttori pluricellulari
OOGONI
SPERMATOGONI
ARCHEGONI
ANTERIDI
ALGHE
FUNGHI
Chara sp.
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Modalità di riproduzione sessuale
ISOGAMIA
ANISOGAMIA
Se ad incontrarsi sono i gameti si parla di
GAMETOGAMIA
GAMETOGAMIA OOGAMA
Se ad incontrarsi sono i gametangi si parla di
GAMETANGIOGAMIA
Oomycetes
Zygomicetes
Se ad incontrarsi sono cellule somatiche di segno
opposto si parla di SOMATOGAMIA
Basidiomycetes
Ascomycetes
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I cicli metagenetici
In tutti gli organismi con riproduzione sessuata
ha luogo, in seguito alla gamia di gameti
aploidi, una successione di
n
APLOFASE
Plasmogamia
nn
DICARIOFASE
Cariogamia
2n
DIPLOFASE
Nel corso della meiosi si formano poi nuovamente
cellule riproduttive aploidi
Questa successione ciclica prende il nome di
ALTERNANZA DI FASE NUCLEARE
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Alternanza di riproduzione e generazione
Nel corso dellevoluzione delle piante
pluricellulari si è giunti molte volte ad una
ripartizione regolare di determinate modalità di
riproduzione in distinti momenti dello sviluppo
ontogenetico
Si sono in tal modo originate diverse forme di
ALTERNANZA DI GENERAZIONE
Periodo dellontogenesi che inizia con un
particolare tipo di germe e dopo varie mitosi si
conclude con un altro tipo di germe
GENERAZIONE
La denominazione delle generazioni segue quella
dei germi da loro prodotti
GAMETOFITO
SPOROFITO
Generazione formante gameti
Generazione formante spore
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Per GENERAZIONE si intende il complesso di
cellule che svolgono vita vegetativa e che,
dividendosi per mitosi, danno origine ad altre
cellule caratterizzate dalla medesima fase
nucleare (n o 2n)
Nei vegetali esiste una grande variabilità per
quanto riguarda la fase nucleare che caratterizza
gli individui che noi di norma riconosciamo in
natura
A questo proposito si distinguono i seguenti
cicli, il cui significato sistematico e
filogenetico è molto differente
APLONTE
APLODIPLONTE
DIPLONTE
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1. CICLO APLONTE
I vegetali APLONTI sono i più primitivi
Negli APLONTI la gamia, con la conseguente
formazione dello zigote, è immediatamente seguita
dalla meiosi con la quale non vengono prodotti
gameti, ma meiospore
Ognuna di queste può accrescersi e formare un
individuo formato da cellule con corredo
cromosomico n (APLOIDE)
- mitosi limitate allaplofase non esiste una
fase diploide dellorganismo - tutta la vita
dellorganismo è aploide - meiosi immediata alla
germinazione dello zigote (2n) unica cellula
diploide - immediata successione di parziale
singamia e meiosi forma primitiva di alternanza
tipica di organismi a basso livello di
organizzazione (Protisti) - alghe - funghi
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2. CICLO DIPLONTE
I DIPLONTI sono lopposto degli APLONTI
Alla gamia con formazione di zigote si succede
una repentina suddivisione per mitosi in modo da
produrre un individuo diploide, detto DIPLOFITO.
Questo diplofito si accresce fino ad essere
pronto per una nuova meiosi che darà origine a
gameti
- mitosi limitate alla diplofase non esiste una
fase aploide - le spore sono le uniche cellule
aploidi e funzionano da gameti - meiosi precede
la formazione dei gameti - immediata successione
di parziale singamia e meiosi forma rara nelle
piante (molto più diffusa nei metazoi) Clorofite
- Diatomee - Oomycota
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3. CICLO APLODIPLONTE
Come indica la loro stessa denominazione, gli
organismi aplodiplonti hanno due generazioni
antitetiche una aplonte ed una diplonte
Come nei diplonti la gamia porta alla formazione
di zigoti che si dividono per semplice mitosi
dando origine ad uno o più diplofiti (SPOROFITI)
Questi al momento della meiosi non producono
gameti, ma meiospore che, dividendosi per mitosi,
danno origine ad uno o più aplofiti (GAMETOFITI)
che al termine della loro differenziazione e
crescita produrranno dei gameti
- mitosi sia nellaplofase che nella diplofase -
alternanza di gametofito/sporofito alghe
maggiormente organizzate e nelle embriofite
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4. CICLO APLODICARIONTE
I cicli metagentici fin qui illustrati hanno in
comune il fatto che lo zigote è anche cellula
ZEUGIDE
CELLULA ZEUGIDE cellula nella quale avviene la
CARIOGAMIA
In alcuni funghi (Basidiomycota, Ascomycota) si
verifica che alla plasmogamia non succeda
immediatamente la cariogamia e, quindi, la
cellula ZIGOTE sia provvista di due nuclei
(DICARION)
Cellula zeugide, in questi casi, sarà la cellula
GONOTOCONTE
CELLULE BINUCLEATE
CELLULA GONOTOCONTE cellula nella quale avviene
la MEIOSI
Questo vuol dire che in questi organismi la
generazione 2n sarà caratterizzata da cellule
DICARIONTI
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