MERISTEMI: CARATTERISTICHE E TIPOLOGIE - BIOLOGIA - 2025

I meristemi (o meristemi) sono popolazioni di cellule embrionali situate nelle regioni di crescita delle piante vascolari. Il corpo della pianta è una combinazione di tessuti adulti e giovani.

Dopo la formazione dello zigote, le piante vascolari iniziano un processo di divisione cellulare che durerà per il resto della loro vita e determinerà la crescita e la formazione degli organi.

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Inizialmente, la moltiplicazione cellulare avviene in tutto l'embrione. Verso la fine dello sviluppo embrionale, questa moltiplicazione comincia a concentrarsi in alcune regioni, i meristemi, che non hanno perso o recuperato la loro originaria natura embrionale.

Almeno in teoria, la maggior parte delle cellule vegetali è totipotente. Se necessario, l'attività meristematica può riemergere da quasi tutte le cellule mature che sono rimaste scarsamente differenziate. Tuttavia, per iniziare la formazione di un nuovo meristema, la cellula deve tornare al suo stato embrionale originale.

Classificazione del meristema

Classificazione in base al loro sviluppo: primaria e secondaria

I meristemi di una pianta adulta sono considerati primari quando discendono direttamente da cellule formatesi durante l'embriogenesi e che non hanno mai smesso di avere attività meristematica. Sono considerati secondari quando discendono da cellule che si sono differenziate e successivamente hanno recuperato l'attività meristematica.

Ad esempio, il cambio fascicolare (composto da procambium e cambio vascolare derivato dal procambium) è un meristema primario perché ha origine dal meristema apicale, che è primario.

Il cambio interfascicolare è un meristema secondario perché nasce dal tessuto parenchimale che ha recuperato l'attività meristematica.

Classificazione in base alla loro posizione: apicale, laterale e intercalare

In base alla loro posizione nel corpo della pianta, sono classificati come apicali, laterali e intercalari. I meristemi apicali sono primari. I meristemi laterali possono essere primari (cambio fascicolare) o secondari (cambio interfascicolare; phellogen). I meristemi intercalari sono secondari.

I meristemi apicali, oltre ad essere i tessuti che danno origine alle piante, sono i centri di coordinamento dominanti nella morfogenesi. Si trovano sulle punte degli steli, dei rami e delle radici. Espandono il corpo della pianta, determinandone l'altezza e il diametro.

I meristemi laterali si trovano paralleli (o concentricamente) all'asse centrale del fusto e delle radici. Aumentano il volume dei tessuti che trasportano acqua, soluti minerali e linfa in tutta la pianta. Addensano il fusto, i rami e le radici. Formano il tessuto di supporto.

I meristemi intercalari, tipici delle graminacee, sono tessuti inseriti in tessuti non meristematici. Sono limitati alla base degli internodi (i nodi sono i siti di attaccamento delle foglie allo stelo). Provocano un allungamento internodale, aumentando la separazione longitudinale delle foglie. Compensano il pascolo degli erbivori.

Si riconoscono altri tipi di meristema secondario, ovvero basale (di foglie, fiori e frutti) e traumatico (di tessuti rigeneranti).

Meristema del fusto apicale

Lo stadio di sviluppo della pianta che produce la sua forma base e dà origine a nuovi organi è chiamato crescita primaria. Questo è il risultato dell'attività dei meristemi apicali. Uno di questi è quello principale. L'altro è lo stelo. Quest'ultimo genera il fusto e i suoi organi laterali (foglie e germogli).

Il meristema del fusto apicale è distale in posizione e circondato o coperto da foglie immature. È una struttura dinamica che cambia continuamente durante il ciclo di formazione del fusto e della foglia. Questo ciclo dipende solitamente dalle variazioni climatiche stagionali.

A differenza del meristema della radice apicale, il meristema dello stelo non mostra regioni ben definite. Le zone funzionali vengono riconosciute in base alle dimensioni, all'orientamento e all'attività delle cellule, ai piani di divisione cellulare e alla presenza / assenza di vacuoli.

Il centro del meristema dello stelo apicale contiene un gruppo di cellule vacuolate relativamente grandi. Questa area centrale è circondata da cellule periferiche più piccole.

Sotto questa zona centrale si trovano alcune "costole" di cellule che originano i tessuti interni del fusto. Le cellule al centro sono quelle che originano le cellule periferiche e le cellule delle "costole".

Meristema apicale radicale

La radice è l'organo della pianta che cresce all'interno del terreno e che ha le funzioni di fissare e assorbire acqua e sostanze nutritive minerali. La radice cresce e si sviluppa dalla sua estremità distale.

L'estremità distale della radice, o apice, è divisa in quattro regioni di sviluppo: 1) caliptra (o cappello); 2) regione meristematica radicale; 3) zona di allungamento; 4) zona di maturazione.

Il calyptra protegge il meristema apicale della radice dall'usura meccanica mentre la radice si muove attraverso il terreno. Il caliptra ha una lunghezza costante: le cellule che perde per attrito vengono continuamente sostituite.

La regione meristematica della radice, o meristema della radice apicale, è il sito della divisione cellulare che fa crescere la radice primaria. Non produce appendici laterali.

La zona di allungamento è la regione della radice in cui le cellule non si dividono, ma moltiplicano la loro lunghezza molte volte ampiamente e rapidamente.

La zona di maturazione è la regione in cui le cellule interrompono l'allungamento e acquisiscono le loro caratteristiche differenziali.

Crescita cellulare

In molte felci, la cellula iniziale provoca una distribuzione regolare delle cellule del meristema apicale. Negli spermatofiti, la divisione cellulare è meno precisa. La loro velocità e direzione determinano la differenziazione regionale dei meristemi.

Nei meristemi, se la divisione cellulare è rapida, compaiono regioni con piccole cellule. Se è lento, vengono visualizzate regioni con celle grandi. Se accade su più piani o tangenzialmente, c'è una crescita di volume. Se accade anticlinale, c'è una crescita superficiale.

La fase embrionale della crescita cellulare inizia con la preparazione per la divisione. L'aumento del numero di celle non provoca un aumento marcato del loro volume. Appare il meristema primario. Si formano protoplastidi, caratteristici delle cellule meristematiche, che danno origine a cloroplasti e altri organelli cellulari.

Nella fase di espansione della crescita cellulare, appare il vacuolo centrale, l'acqua si accumula e il tasso metabolico aumenta. Le cellule crescono di volume. Si sviluppa l'intensa biosintesi proteica caratteristica dei tessuti meristematici attivi.

Nella fase di differenziazione della crescita cellulare compaiono i meristemi secondari. Diversi tipi di tessuti e strutture morfologiche si sviluppano grazie all'attività dei meristemi.

Meristemi e tessuti

I meristemi producono tessuti semplici (parenchima, collenchima, sclerenchima) e complessi (xilema, floema, epidermide, tessuti secretori).

Nel parenchima, presente in tutta la pianta, le cellule sono arrotondate, con citoplasma vivente e membrane cellulari sottili e non lignificate. Quando non hanno cloroplasti, queste cellule immagazzinano acqua e cibo. Quando lo fanno, formano il clorenchima.

Nel collenchima, le cellule sono allungate, con citoplasma vivente e pareti spesse e irregolari. Di solito si trovano appena sotto l'epidermide. Forniscono un supporto flessibile.

Nello sclerenchima, le cellule si dividono in sclereidi e fibre. Queste cellule hanno pareti spesse impregnate di lignina che, una volta mature, muoiono e forniscono un supporto più o meno rigido.

Lo xilema e il floema trasportano acqua, sali minerali e zuccheri. I canali conduttori di questi tessuti sono costituiti da cellule morte (tracheidi, elementi vascolari conduttivi) o cellule viventi (cellule setacciate, cellule albuminose, elementi del tubo setaccio, cellule compagne).

Nell'epidermide, che copre e protegge gli organi, predominano le cellule parenchimali, accompagnate da cellule specializzate nel movimento di acqua e gas dentro e fuori dalla pianta. Nelle piante legnose, l'epidermide si trasforma in un periderma o corteccia. I tessuti secretori producono nettare, oli, mucillagini, lattice e resine.

Riparazione di danni traumatici

I meristemi consentono alle piante di sopravvivere a traumi fisici o chimici che causano danni ai loro tessuti.

I meristemi dormienti (gemme dormienti) vengono attivati ​​quando i meristemi apicali vengono distrutti. L'eterogeneità delle popolazioni di cellule meristematiche causata dalla divisione mitotica asincrona e da altri fattori rende disponibili cellule appropriate per diversi tipi di lesione.

Meristemi e fitormoni

La crescita delle piante dipende direttamente dall'azione dei fitormoni e da fattori ambientali. Tra questi ultimi ci sono la temperatura e la disponibilità di luce, acqua, anidride carbonica e nutrienti minerali.

I fitormoni sono composti organici naturali polivalenti e polifunzionali, presenti in basse concentrazioni nelle piante, che partecipano all'attivazione interdipendente delle loro cellule, tessuti e organi. La biosintesi dei fitormoni avviene nei meristemi.

I fitormoni sono classificati in cinque gruppi: 1) auxine; 2) citochinine; 3) gibberelline; 4) ascissini; 5) etilene.

Attraverso i fitormoni, i meristemi avviano e controllano meccanismi fisiologici programmati e stimolano o inibiscono i processi ontogenetici nelle piante.

Meristemi e poliploidia

La poliploidia è una mutazione che fa sì che una nuova generazione abbia due o più volte il numero di cromosomi rispetto alla generazione precedente.

Nelle piante, la poliploidia è un importante meccanismo di speciazione ed evoluzione. La maggior parte dei lignaggi vegetali ha sperimentato la poliploidia ad un certo punto della loro storia.

La poliploidia può sorgere attraverso due diversi meccanismi. In primo luogo, attraverso la produzione di gameti che hanno più di un set di cromosomi a seguito di un fallimento nella segregazione dei cromosomi omologhi. In secondo luogo, raddoppiando il numero di cromosomi in un individuo dopo la riproduzione sessuale.

Una rara variante del secondo meccanismo comporta la duplicazione dei cromosomi nel meristema apicale di uno stelo, in modo tale che tale stelo diventi tetraploide.

I fiori su questo stelo possono quindi produrre gameti diploidi (piuttosto che aploidi) che potrebbero generare prole vitale unendosi ad altri gameti diploidi.

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