Exista aproximativ 300 000 specii de angiosperme, raspandite pe intreg globul cu exceptia regiunilor polare. Angiospermele sunt cele mai evoluate plante ce cuprind spermatofitele cu floare adevarata. Spre deosebire de gimnosperme apare cavitatea ovariana in care sunt inchise semintele provenite din ovule. Apare pentru prima data in lumea plantelor fenomenul de fecundatie dubla. Cele mai multe angiosperme au flori hermafrodite adica organele reproductive femele si mascule sunt cuprinse in interiorul aceleiasi flori.
Organizarea și funcția organelor feminine și masculine
Structura femela implicata in viata reproductiva este gineceul ce reprezinta totalitatea carpelelor dintr-o floare. Este alcatuit din trei elemente: ovar, stil si stigmat. Ovarul este largit, voluminos si se afla la baza gineceului. El contine ovulele. Androceul cuprinde totalitatea staminelor dintr-o floare si reprezinta sexul masculin. La angiosperme elementele florale reproductive sunt inconjurate de un invelis floral.
Pentru ca fertilizarea sa aiba loc florile au evoluat continuu suferind diferite transformari morfologice. Modificarile florale se datoreaza in mare parte modului de polenizare. Astfel la florile care sunt polenizate cu ajutorul vantului, invelisurile florale sunt cu mult reduse, dezvelind elementele florale reproductive. Florile care sunt polenizate de insecte s-au adaptat puternic modificandu-si forma petalelor, culoarea si parfumul lor. Daca florile sunt mici acestea se grupeaza in inflorescente pentru a mari campul vizual. Felul polenizarii atrage modificari si in formarea staminelor, stilului si stigmatului.
Fecundarea la angiosperme și autofertilizarea
La angiosperme inchiderea carpelei la formarea ovarului a dat o serie de modificari in ceea ce priveste modul cum are loc ajungerea gametilor in sacul embrionar. Se diferentiaza un stigmat din ce in ce mai perfectionat in captarea si retinerea grauncioarelor de polen. Unele angiosperme se pot fertiliza pe ele insele, fenomen numit autofertilizare. Autofertilizarea este procesul prin care polenul produs de anterele unei flori fertilizeaza ovulele aceleiasi flori. Alaturi de autofertilizare mai poate apare si fertilizarea incrucisata, cand polenul produs de anterele unei flori este captat de stigmatul florii unui alt individ. In ambele cazuri are loc dubla fertilizare in urma careia ovulul fecundat se transforma in samanta.
Etapele germinației și dezvoltării embrionare
Primul fenomen observabil la începutul germinaţiei, care de altfel le condiţionează pe toate celelalte, este umflarea seminței. Tegumentele seminale se îmbibă puțin câte puțin cu apă, membranele devin permeabile prin deschiderea celulelor tegumentare, astfel că apa ajunge la părţile interne ale seminței: embrionul şi endospermul devin turgescente și își măresc foarte mult volumul după un anumit interval de timp. Tegumentele seminței, sclerificate și aproape inextensibile, nu pot face faţă acestei creșteri de volum. Anumite specii recalcitrante, sau semințele aflate la scurt timp după momentul recoltării nu germinează în condiții normale, fiind necesare anumite tratamente speciale pentru declanșarea proceselor germinative. Radicula iese prin ruptura care se produce de regulă la nivelul micropilului și indiferent de poziția seminței, ea se îndreaptă întotdeauna vertical în sol, datorită geotropismului ei pozitiv (mișcarea de creștere determinată și orientată de gravitație).
În etapa de diviziune celulară și creștere a structurilor embrionare este importantă asigurarea în optim a condițiilor de germinare lumină, temperatură, aer pentru ca plantele să-și poată continua creșterea. Se întâmplă deseori în practică, înainte de recoltare ca, din cauza precipitațiilor, sau schimbărilor bruște de temperatura să aibă loc încolțirea semințelor mature pe planta mamă. Plantele capabile sa germineze după modul de dezvoltare a tulpiniţei şi comportarea cotiledoanelor se cunosc după tipuri de germinație sau, cu alte cuvinte, în timpul dezvoltării tulpinii pot exista două situații: tulpina crește activ și înalță cotiledoanele deasupra solului. Noua plantă dispune până la creșterea ei într-un anumit stadiu de aceste acumulări de substanțe nutritive după care, dacă mediul de creștere nu este corespunzător și suficient ele vor intra în declin și mor.
Dezvoltarea seed-ului și formarea cotiledoanelor
Cotiledoane, cel puţin unul, la speciile monocotiledonate sau, două sau mai multe cotiledoane la speciile dicotiledonate. Mugurașul de creștere se găsește la inserția cotiledoanelor. Mărimea lui este diferită în funcție de specie. Cresterea si dezvoltarea lor normala, de conditii exterioare diferite. precedente imprima dezvoltarii plantei dintr-o anumita samanta, concreta, o directie destul de precisa. sau parti de plante se produce aceasta sporire. inadata ce embrionul a pornit la crestere. conditii de mediu exterior si aceeasi durata de timp. ei. componenti sunt determinati de insusirile naturale ale plantelor. proprietati naturale, temperatura corespunzatoare. parcurgerea stadiilor lor de iarovizare. conditiile de primavara din camp, in dozele necesare. forma de material de sadire. alte conditii necesare.
Context evolutiv și fotografii ale plantelor cu semințe
Figura 26.1 Plantele cu semințe domină peisajul și joacă un rol enorm și integral în succesul tuturor societăților umane. Palmierii luxurianți de pe țărmurile tropicale nu depind de apă pentru împrăștierea polenului, fertilizarea sau supraviețuirea zigotului - spre deosebire de mușchi, hepatice și ferigi care trăiesc în același teren. Acești palmieri sunt plante cu semințe, care s-au eliberat de nevoia de a se baza pe apă pentru nevoile lor de reproducere. Plantele cu semințe joacă un rol esențial în toate aspectele vieții de pe planetă, modelând terenul fizic, influențând clima și menținând viața așa cum o cunoaștem. De milenii, societățile umane au depins de plantele cu semințe pentru nutriție și compușii medicinali. Ceva mai recent, plantele cu semințe au servit ca sursă de produse manufacturate, cum ar fi lemnul și hârtia, coloranții și textilele. Ca exemplu, au fost găsite utilizări multiple pentru fiecare dintre plantele prezentate mai sus. Palmierii furnizează materiale, inclusiv ratan, uleiuri și curmale. Cerealele precum grâul sunt cultivate pentru a hrăni atât populațiile umane, cât și animalele sau sunt fermentate pentru a produce băuturi alcoolice. Fructul florii de bumbac este recoltat sub formă de capsulă, cu fibrele sale transformate în îmbrăcăminte sau pulpă pentru hârtie.
Primele plante care au colonizat pământul au fost cel mai probabil legate de strămoșii mușchilor (briofite) moderni, despre care se crede că au apărut acum aproximativ 500 de milioane de ani. Au fost urmate de hepatice (de asemenea briofite) și de plante vasculare primitive - pterofitele - din care descind ferigile moderne. Ciclul de viață al briofitelor și pterofitelor este caracterizat de alternanța generațiilor, care se manifestă și la gimnosperme și angiosperme. Cu toate acestea, ceea ce diferențiază briofitele și pterofitele de gimnosperme și angiosperme este nevoia lor de reproducere pentru apă. Finalizarea ciclului de viață al briofitului și al pterofitului necesită apă, deoarece gametofitul masculin eliberează spermatozoizi flagelati, care trebuie să înoate pentru a ajunge și a fertiliza gametul sau ovulul feminin.
În timp ce plantele vasculare inferioare, cum ar fi mușchii și ferigile, sunt în mare parte homosporoase (producând un singur tip de spor), toate plantele cu semințe, sau spermatofitele, sunt heterosporoase, producând două tipuri de spori: megaspori (femele) și microspori (masculi). Megasporii se dezvoltă în gametofite feminine care produc ouă, iar microsporii se maturizează în gametofite masculine care generează spermatozoizi. Plantele ancestrale heterosporoase fără semințe, reprezentate de plantele moderne, cum ar fi mușchiul cu vârf Selaginella, sunt văzute ca precursori evolutivi ai plantelor cu semințe. În ciclul de viață al Selaginella, sporangiile masculine și feminine se dezvoltă în cadrul aceluiași strobil asemănător tulpinii. În fiecare sporangiu masculin, prin meioză sunt produși mai mulți microspori. Fiecare microspor produce un mic anteridiu conținut într-un carcasă de spori. Pe măsură ce se dezvoltă, este eliberat din strobil și se produc un număr de spermatozoizi flagelati care părăsesc apoi carcasa sporilor. În sporangiul feminin, o singură celulă mamă de megaspori suferă meioză pentru a produce patru megaspori. Gametofitele se dezvoltă în fiecare megaspor, constând dintr-o masă de țesut care mai târziu va hrăni embrionul și câteva arhegonii. Gametofitul feminin poate rămâne în resturile peretelui sporilor din megasporangium până după ce a avut loc fertilizarea și embrionul începe să se dezvolte. Atât semințele, cât și polenul disting plantele cu semințe de plantele vasculare fără semințe. Aceste structuri inovatoare au permis plantelor cu semințe să reducă sau să elimine dependența lor de apă pentru fertilizarea gameților și dezvoltarea embrionului și să cucerească uscatul. Boabele de polen sunt gametofite masculine, care conțin sperma (gameții) plantei. Micile celule haploide (1n) sunt învelite într-un strat protector care previne deshidratarea (uscarea) și deteriorarea mecanică. Boabele de polen pot călători departe de sporofitul lor original, răspândind genele plantei. Semințele oferă protecție embrionului, hrănire și un mecanism de menținere a repausului timp de zeci sau chiar mii de ani, asigurând că germinarea poate avea loc atunci când condițiile de creștere sunt optime. Prin urmare, semințele permit plantelor să disperseze generația următoare atât în spațiu, cât și în timp. Ambele adaptări au extins colonizarea pământului începută de briofite și strămoșii lor. Fosilele plasează cele mai timpurii plante cu semințe distincte la aproximativ 350 de milioane de ani în urmă. Prima înregistrare de încredere a gimnospermelor datează apariția lor din perioada Pennsylvania, cu aproximativ 319 milioane de ani în urmă (Figura 26.2). Gimnospermele au fost precedate de progimnosperme, primele plante cu semințe goale, care au apărut acum aproximativ 380-390 de milioane de ani. Progimnospermele erau un grup de tranziție de plante care semănau superficial cu coniferele (purtători de con) deoarece produceau lemn din creșterea secundară a țesuturilor vasculare; cu toate acestea, ele încă se reproduceau ca niște ferigi, eliberând spori în mediu. Cel puțin unele specii au fost heterospore. Progimnospermele, precum Archaeopteris dispărută (a nu se confunda cu pasărea antică Archaeopteryx), au dominat pădurile din perioada devoniană târzie. Cu toate acestea, în perioada mezozoicului timpuriu (Triasic, c. 240 milioane ani în urmă) și mijlociu (Jurasic, cca. 205 milioane ani în urmă), peisajul era dominat de adevăratele gimnosperme. Credit: United States Geological Survey. Figura 26.2 Cronologia plantei. Diverse specii de plante au evoluat în diferite epoci.
Rolul semințelor și polenului în dispersie și fertilizare
Boabele de polen sunt gametofite masculine, conțin sperma (gameții) plantei. Semințele oferă protecție embrionului, hrănire și un mecanism de menținere a repausului timp de zeci sau chiar mii de ani, asigurând că germinarea poate avea loc atunci când condițiile de creștere sunt optime. Semințele permit plantelor să disperseze generația următoare atât în spațiu, cât și în timp.
Embriogeneza la plante | Biologie vegetală
tags: #embrionul #din #semintele #angiospermei