IMPOLLINAZIONE: PROCESSO, TIPOLOGIE E IMPORTANZA PER L'AMBIENTE - BIOLOGIA - 2025

L' impollinazione è il processo di trasferimento del polline dalla parte "maschile" a quella femminile del fiore. Il suo scopo è la fecondazione dell'ovulo (contenuto nel gametofito femminile) da parte dei granuli pollinici, che rappresentano il gametofito maschile.

Poiché l'impollinazione implica l'avvicinamento o il contatto tra le cellule sessuali di piante della stessa specie (sebbene possa anche essere della stessa pianta, autoimpollinazione), la riproduzione sessuale delle piante dipende notevolmente da questo processo.

Ape che impollina un fiore (Fonte: Myriams Zilles da pixabay.com)

Nelle piante con semi l'impollinazione è solo la fase precedente alla fecondazione, ovvero il processo in cui il materiale genetico di due individui si mescola per produrre il seme che darà origine a una nuova pianta, probabilmente con caratteristiche condivise tra i due genitori.

L'organo riproduttivo delle angiosperme (piante da fiore) che è responsabile della produzione e della protezione delle cellule sessuali (gametofiti femminili e maschili) è il fiore, ed è qui che avviene l'impollinazione.

Esistono diversi tipi di impollinazione e alcuni di questi differiscono per quanto riguarda l'impollinatore, che può essere biotico (un animale) o abiotico (vento, acqua), da cui dipendono completamente le diverse specie vegetali.

L'impollinazione biotica dipende molto dalle caratteristiche del fiore, poiché di solito gli animali sono attratti da qualche attributo speciale, per nutrirsi, rifugiarsi, riprodursi, ecc.

Processi

L'impollinazione è il trasferimento di granuli di polline dalla parte maschile di un fiore alla parte femminile di un altro (o dallo stesso, quando si tratta di autoimpollinazione) e dipende da agenti esterni noti come impollinatori.

Impollinazione (Fonte: Mabel Amber, su pixabay.com)

Questo è uno dei processi fondamentali per la produzione di frutta e semi negli ortaggi, cioè è una parte essenziale della riproduzione sessuale delle piante.

Tuttavia, per capire in dettaglio di cosa si tratta, è necessario avere una nozione di base di come appare un fiore.

- Anatomia di un fiore

Un tipico fiore di angiosperme è una struttura abbastanza complessa, soprattutto considerando che un gran numero di specie ha fiori in cui esistono contemporaneamente gametofiti femminili e maschili.

I fiori, in genere, si producono nei meristemi apicali del fusto (parte aerea delle piante) e, a seconda della specie, questi possono essere maschi, femmine o bisessuali.

Schema dell'anatomia di un fiore di angiosperme maturo (Fonte: LadyofHats via Wikimedia Commons) La porzione di stelo che unisce il fiore con il resto della pianta è nota come peduncolo, nella cui porzione superiore si trova il ricettacolo, la struttura responsabile del sostegno delle parti del fiore (sepali, petali, stami e carpelli).

I sepali ed i petali esercitano rispettivamente funzioni di protezione dei bozzoli e di attrazione visiva di alcuni impollinatori; mentre gli stami e i carpelli sono i gametofiti dove vengono prodotte le cellule sessuali.

Gametofito maschile

Gli stami sono lunghi filamenti che terminano in antere, che sono le "sacche" dove vengono prodotti i granuli di polline. L'insieme degli stami di un fiore è noto come androecium, che significa "la casa dell'uomo" e, in generale, supera i sepali ei petali in altezza.

Gametofito femminile

I carpelli contengono gli ovuli. Questi formano quello che è noto come un "pistillo" e sono costituiti da uno stigma, uno stile e un'ovaia. Questa parte del fiore è chiamata gineceo, che significa "casa della donna".

I pistilli hanno una forma simile a quella di un birillo da bowling. La parte superiore corrisponde allo stigma ed è una struttura appiattita la cui superficie appiccicosa permette l'adesione dei granuli pollinici.

Lo stile è la porzione centrale del pistillo ed è quello che collega lo stigma con l'ovaio; questo può essere lungo o breve. Infine, l'ovaio è il sito in cui si trovano uno o più ovuli ed è la parte più dilatata del pistillo. L'ovaia può diventare parte o tutto il frutto.

- Come avviene l'impollinazione?

Quando un granello di polline raggiunge lo stigma, "germina", producendo una lunga struttura nota come tubo pollinico. Il tubo pollinico cresce verso il basso attraverso lo stile, cioè cresce nella direzione dell'ovaio.

Molti meccanismi di riconoscimento e di segnalazione sono coinvolti nella direzionalità della crescita del tubo pollinico verso l'ovaio e, come nel caso di molti animali, non tutti i tubi pollinici che germinano e crescono allo stesso modo raggiungono l'ovaio e avanzano verso fecondazione.

Quando il tubo pollinico penetra nel gametofito femminile (l'ovaio), lo spermatozoo contenuto nel granulo pollinico fertilizza la cellula uovo. Poco dopo, grazie al processo di fecondazione e una volta che i nuclei di entrambe le cellule si sono fusi, viene prodotto lo zigote.

Questo zigote, sviluppandosi nell'embrione, è ciò che in seguito costituirà il seme, che è il più importante organo di dispersione delle piante con riproduzione sessuale.

Oltre allo spermatozoo che realizza la fecondazione dell'ovulo, un altro spermatozoo contenuto nello stesso granulo pollinico si fonde con due o più nuclei derivati ​​dal gametofito femminile; Questo processo è noto come doppia fecondazione.

La suddetta fusione forma un "nucleo endospermico poliploide", che sarà responsabile della produzione dell'endosperma (il materiale alimentare) di cui l'embrione si nutrirà all'interno del seme durante il suo sviluppo e durante la germinazione.

tipi

L'impollinazione può essere classificata come "autoimpollinazione" e "impollinazione incrociata" a seconda della provenienza dei granuli pollinici, oppure come "biotica" e "abiotica" di chi trasporta i granuli pollinici (l'agente impollinatore).

- Auto impollinazione

Esistono specie di piante che hanno fiori femminili e maschili sullo stesso fusto, ma ci sono anche quelle che hanno fiori bisessuali, cioè presentano, contemporaneamente e nello stesso fiore, gametofiti sia maschili che femminili (androecium e gineceo). ).

Alcuni autori ritengono che l'impollinazione che avviene tra fiori unisessuali di una stessa pianta sia una "impollinazione interflorale", mentre quella che avviene tra le strutture riproduttive dello stesso fiore sia una "impollinazione intraflorale".

Sebbene permetta la moltiplicazione degli individui che si riproducono, l'autoimpollinazione implica che le cellule sessuali che si fondono siano geneticamente identiche, in modo che le piante che emergeranno dai semi risultanti saranno una sorta di “cloni” delle piante madri.

- Impollinazione incrociata

Contrariamente al processo di autoimpollinazione, l'impollinazione incrociata comporta lo scambio di polline tra i fiori (unisessuali o bisessuali) di piante diverse. In altre parole, questo processo comporta il trasferimento di un granello di polline dall'antera di un fiore allo stigma di un altro, su una pianta diversa.

Poiché il materiale genetico che viene scambiato durante l'impollinazione incrociata deriva da genitori geneticamente diversi, i semi che verranno prodotti una volta completato il processo di fecondazione daranno origine a piante diverse, geneticamente e fenotipicamente parlando.

- Impollinazione biotica e abiotica

A seconda del vettore che media il trasferimento di un granello di polline dalle antere di un fiore allo stigma di un altro (o lo stesso), l'impollinazione può essere classificata come biotica e abiotica

Impollinazione biotica

Questo tipo di impollinazione è forse il più rappresentativo e importante di tutti. Ha a che fare con la partecipazione di un animale, solitamente un insetto, al trasferimento di granuli di polline da un luogo all'altro.

Sebbene oltre il 50% dell'impollinazione sia effettuato da molti insetti e artropodi di varie specie, gli animali vertebrati come uccelli e pipistrelli svolgono un ruolo importante in questo processo.

L'impollinazione biotica può promuovere sia l'impollinazione incrociata che l'autoimpollinazione e le piante possono essere specifiche o generaliste in termini di tipo di animale che le impollina.

Tuttavia, gli impollinatori non partecipano alla riproduzione sessuale delle piante "ad honorem", poiché sono attratti dalle strutture floreali sia per le loro caratteristiche visibili sia per gli elementi di ricompensa che ricevono (cibo, riparo, ecc. .).

Il rapporto pianta-impollinatore significa un'interazione importante che plasma l'evoluzione della struttura floreale contemporaneamente a quella degli animali che li impollinano. Per questo motivo, non è strano ottenere fiori appositamente adattati alle strutture dei tuoi visitatori.

Impollinazione abiotica

L'impollinazione abiotica è quella che avviene grazie alla partecipazione di entità "non viventi", come il vento e l'acqua. Il primo è noto come impollinazione anemofila e il secondo come idrofilo.

Fotografia di una pianta e del suo polline (Fonte: pixabay.com)

Le piante che vengono impollinate dall'acqua sono limitate (come è logico) agli ambienti acquatici e spesso presentano fiori con strutture molto particolari, al fine di garantire sia il rilascio che la ricezione delle cellule sessuali.

Importanza per l'ambiente

L'impollinazione è un processo cruciale per il ciclo di vita di molte angiosperme. Poiché senza impollinazione la fecondazione non avviene e senza quest'ultima non si producono semi, l'impollinazione non è solo vitale per le piante, ma anche per molti degli animali che se ne nutrono.

Il processo stesso è molto importante per il mantenimento della variabilità genetica delle specie vegetali, che è essenziale per l'emergere di meccanismi di adattamento contro vari fattori ambientali come il cambiamento climatico, la presenza di agenti patogeni, ecc.

È anche un processo essenziale per la produzione agricola mondiale, questo dal punto di vista antropocentrico.

Riferimenti

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