ETEROSPORIA: PROCESSO E RIPRODUZIONE - BIOLOGIA - 2025

L' eterosporia è lo sviluppo di spore di due diverse dimensioni e sessi, in esporofitos di piante terrestri con semi, nonché in alcuni muschi e felci. La spora più piccola è la microspora ed è maschio, la spora più grande è la megaspora ed è femmina.

L'eterosporia appare come segno evolutivo in alcune specie vegetali, durante il periodo devoniano dall'isosporia, in modo autonomo. Questo evento è accaduto come uno dei pezzi del processo evolutivo della differenziazione sessuale.

Pianta con eterosporia più antica conosciuta: i suoi sporangi producevano spore di due gamme di dimensioni discrete. Di James St. John, tramite Wikimedia Commons

La selezione naturale è la causa dello sviluppo dell'eterosporia, poiché la pressione esercitata dall'ambiente sulla specie ha stimolato un aumento delle dimensioni del propagulo (qualsiasi struttura riproduttiva asessuata o sessuale).

Ciò ha portato ad un aumento delle dimensioni delle spore e, successivamente, alle specie che producono microspore più piccole e megaspore più grandi.

In molte occasioni l'evoluzione dell'eterosporia è partita dall'omosessualità, ma le specie in cui si è verificato per la prima volta questo evento sono già estinte.

Tra le piante eterosporiche, quelle che producono semi sono le più comuni e prospere, oltre a costituire il sottogruppo più numeroso.

Il processo di eterosporia

Durante questo processo il megaspore si evolve in un gametofito femminile, che produce solo oosfere. Nel gametofito maschile, viene prodotta la microspora che è più piccola e produce solo sperma.

Le megaspore sono prodotte in piccole quantità all'interno della megasporangia e le microspore sono prodotte in grandi quantità all'interno della microsporangia. L'eterosporia influenza anche lo sporofito, che deve produrre due tipi di sporangi.

Le prime piante esistenti erano tutte omosporiche, ma ci sono prove che l'eterosporia apparve più volte nei primi successori delle piante Rhyniophyta.

Il fatto che l'eterosporia sia apparsa in diverse occasioni suggerisce che si tratta di una caratteristica che porta vantaggi alla selezione. Successivamente le piante si specializzarono sempre più verso l'eterosporia.

Sia le piante vascolarizzate (piante che hanno radice, fusto e foglie) che non hanno semi, sia le piante non vascolarizzate richiedono acqua in una delle fasi chiave del loro ciclo di vita, poiché solo attraverso di essa lo sperma raggiunge l'oosfera.

Microspore e megaspore

Le microspore sono cellule aploidi (cellule con un singolo set di cromosomi nel nucleo) e nelle specie endosporiche includono il gametofito maschile, che viene trasportato alle megaspore attraverso il vento, le correnti d'acqua e altri vettori, come gli animali.

La maggior parte delle microspore non ha flagelli, motivo per cui non possono eseguire movimenti attivi per muoversi. Nella loro configurazione hanno strutture esterne a doppia parete che circondano il citoplasma e il nucleo, che è centrale.

Le megaspore possiedono megafiti femminili nelle specie vegetali eterospore e sviluppano un'archegonia (organo sessuale femminile), che produce ovuli che vengono fecondati dallo sperma prodotto nel gametofito maschile, originato dalla microspora.

Di conseguenza, si verifica la formazione di un uovo diploide fecondato o zigote, che si svilupperà poi nell'embrione sporofito.

Quando le specie sono esosporiche, le piccole spore germinano per dare origine ai gametofiti maschili. Le spore più grandi germinano per dare origine ai gametofiti femminili. Entrambe le cellule vivono libere.

Nelle specie endosporiche, i gametofiti di entrambi i sessi sono molto piccoli e si trovano sulla parete delle spore. Le megaspore e le megagametofite sono conservate e alimentate dalla fase sporofita.

In generale, le specie vegetali endoscopiche sono dioiche, cioè ci sono individui femminili e individui maschi. Questa condizione incoraggia l'incrocio. Per questo motivo le microspore e le megaspore vengono prodotte in sporangi separati (eterangia).

Riproduzione eterosporica

L'eterosporia è un processo determinante per l'evoluzione e lo sviluppo delle piante, oggi estinte ed esistenti. Il mantenimento delle megaspore e la disseminazione delle microspore favorisce e stimola le strategie di dispersione e riproduzione.

Questa adattabilità dell'eterosporia aumenta notevolmente il successo della riproduzione, poiché è favorevole possedere queste strategie in qualsiasi ambiente o habitat.

L'eterosporia non consente l'autofecondazione in un gametofito, ma non impedisce ai gametofiti originati dallo stesso sporofito di accoppiamento. Questo tipo di autofecondazione è chiamato autofecondazione sporofitica ed è comune nelle angiosperme.

Modello Haig-Westoby

Per comprendere l'origine dell'eterosporia, viene utilizzato il modello Haig-Westoby, che stabilisce una relazione tra la dimensione minima delle spore e la riproduzione riuscita dei gametofiti bisessuali.

Nel caso della funzione femminile, aumentando la dimensione minima delle spore aumenta la probabilità di successo della riproduzione. Nel caso maschile, il successo della riproduzione non è influenzato dall'aumento della dimensione minima delle spore.

Lo sviluppo dei semi è uno dei processi più importanti per le piante terrestri. Si stima che il pool di personaggi che stabiliscono le abilità del seme sia direttamente influenzato dalle pressioni selettive che hanno causato quelle caratteristiche.

Si può concludere che la maggior parte dei personaggi sono prodotti dall'influenza diretta della comparsa dell'eterosporia e dall'effetto della selezione naturale.

Riferimenti

1. Bateman, Richard M. e DiMichele, William A. (1994). Eterosporia: l'innovazione chiave più iterativa nell'evoluzione delle piante. Recensioni biologiche, 345–417.
2. Haig, D. e Westoby, M. (1988). Un modello per l'origine dell'eterosporia. Giornale di biologia teorica, 257-272.
3. Haig, D. e Westoby, M. (1989). Forze selettive nell'emergere dell'abitudine del seme. Rivista biologica, 215-238.
4. Oxford-Complutense. (2000). Dizionario della scienza. Madrid: Editoriale Complutense.
5. Petersen, KB e Bud, M. (2017). Perché l'eterosporia si è evoluta? Revisioni biologiche, 1739-1754.
6. Sadava, DE, Purves, WH. (2009). Vita: la scienza della biologia. Buenos Aires: editoriale Médica Panamericana.