Struttura del seme
Nel seme si
possono riconoscere tre parti:
Embrione:
che rappresenta la futura pianta derivata dallo sviluppo dello zigote,
cioè dalla cellula che si origina dalla funzione dei gameti maschili e
femminili. In esso sono riconoscibili una radichetta che è il
primordio dell’apparato radicale, una piumetta che è l’apice del
futuro fusto e una (Monocotiledoni) due (Dicotiledoni) o numerose
(Gimnosperme) foglie embrionali o cotiledoni, tra la radichetta e
l’inserzione dei cotiledoni e posto l’ipocotile, e tra i cotiledoni e
le prime vee foglie (se esistono) è posto l’epicotile.
Endosperma o
tessuto nutritivo: che è rappresentato da sostanze di riserva
necessarie allo sviluppo del seme nella fase della germinazione.
Contiene glucidi, lipidi e proteine, in proporzioni variabili a
seconda delle specie. Nei cereali, come frumento e mais, prevalgono i
glucidi, nei legumi, come fagiolo, sono prevalenti le proteine, mentre
i lipidi prevalgono nei semi di arachide e di colza.
Episperma:
che è costituito da tegumenti o tessuti che avvolgono e proteggono il
tutto dagli agenti atmosferici per evitare il disseccamento o l’imbibimento
di acqua o di altre sostanze e partecipano al controllo della
germinazione contenendo sostanze inibitrici, deriva dai tegumenti
dell’ovulo. La superficie dell’Episperma può essere lisia o variamente
rugosa, legnosa o delicata, è formato di norma da due involucri: il
tegmen (interno) e il testa (esterno). In alcune piante il testa
diventa legnoso (mandorlo, pesco, etc.) in altre carnoso (melograno) e
in altre ancora spugnoso rivestito di peli (cotone). Il tegmen è
formato da una membrana sottile e delicata.
Il seme si
sviluppa tipicamente in tre distinte fasi:
Embriogenesi: caratterizzata dalle divisioni cellulari dello
zigote e che si conclude con la formazione dell’embrione. In questa
fase si verifica un aumento di acqua e di sostanze organiche.
Accumulo di
sostanze di riserva: che vengono accumulate nell’embrione, nei
cotiledoni e nell’endosperma, il contenuto d’acqua si mantiene elevato
e stabile, e l’embrione acquisisce la tolleranza alla successiva fase.
Disidratazione: dove la sostanza secca resta costante, ma si
verifica un’importante perdita d’acqua che dal 70%.80% scende al
10%-15%. Quest’ultima fase consente ai semi chiamati ortodossi di
trascorrere lunghi periodi senza germinare restando vitali, infatti il
basso contenuto d’acqua permette un rallentamento del metabolismo e
aumenta la resistenza alle situazioni ambientali sfavorevoli come il
gelo, che altrimenti sarebbero dannose. I semi che non sono in grado
di superare la fase di disidratazione sono considerati semi
recalcitranti, che muoiono quando la disidratazione arriva a livelli
tipici dei semi ortodossi. Per questo motivo tali semi devono
necessariamente germinare appena cadono al suolo, pena la loro morte.
Quiescenza e
dormienza
I semi
ortodossi, dopo la fase della disidratazione, sono definiti quiescenti
e sono in attesa che si verifichino le condizioni esterne (luce,
acqua, temperatura e ossigeno) ideali, ma spesso questo condizioni per
necessarie, non sono sufficienti. Esistono nel seme ostacoli alla
germinazione che risiedono all’interno del seme stesso a prescindere
dalle condizioni dell’ambiente, in questi casi si parla di dormienza
del seme. La piantina che nasce dalla germinazione del seme, dovrebbe
trovare le condizioni ideali per crescere, ma in ambienti dove le
variazioni stagionali sono più marcate, non avendo le capacità di
difesa del seme quiescente, andrebbe incontro a sicuri ostacoli ed
inevitabile alla morte. È in questi casi che entra in gioco la
capacità del seme di prevedere l’andamento stagionale e misurare i
tempi e la durata delle stagioni in quell’ambiente.
Ad esempio un
seme disperso dal frutto all’inizio dell’autunno trovando in quel mese
le condizioni ideali di temperatura (supponiamo un optimum termico di
18°) e umidità, dovrebbe essere in grado di germinare, ma non lo farà
se è dotato di una dormienza embrionaria eliminabile dal freddo, e se
le basse temperature invernali rimuovono la dormienza già a metà
inverno ancora il seme non germinerà perché in quel periodo la
temperatura non raggiungerà l’optimum termico necessario. Il seme
germinerà solo in primavera.
La quiescenza,
cioè la capacità del seme di restare vitale, anche dopo lunghi
periodi, in presenza di condizioni sfavorevoli, e di regire
prontamente al mutare di queste, e la dormienza che limita questa
capacità nei tempi più “ragionevoli” propizi sono mezzi del seme
estremamente efficaci per assicurare la propagazione della specie. Si
pensi ad esempio ad alcune leguminose che hanno semi con tegumenti
particolarmente resistenti, ma con resistenza variabile da seme a seme
e che possono restare dormienti per diversi anni. Soltanto alcuni semi
germoglieranno nella stagione favorevole mentre gli altri resteranno
dormienti costituendo in tal modo la riserva per gli anni successivi,
se per qualche particolare evento sfavorevole non dovesse verificarsi
qualcuno dei complicati processi che portano alla nascita del seme.
La germinazione
È il processo
in cui il seme si risveglia dallo stato quescente e si manifesta
quando l’embrione comincia a sviluppare la nuova plantula e termina
quando la plantula è in grado di iniziare l’attività fotosintetica
necessaria al proprio fabbisogno di carboidrati. La germinazione si
compie in due fasi:
1) Nella prima
l’acqua penetra all’interno del seme, favorendo reazioni enzimatiche
che rendono più assimilabili dalla plantula le sostanze di riserva.
2) Nella
seconda fase la plantula si sviluppa fino ad essere completamente
autonoma.
Disseminazione
È il processo
naturale che permette la dispersione dei semi, facilitando
l’occupazione di nuovi territori, alla ricerca di condizioni
ambientali più favorevoli, diminuendo la concorrenza tra le plantule.
Questo fenomeno prende il nome di:
Autocori o
disseminazione attiva o autodisseminazione: effettuata dal frutto
senza bisogno di energie esterne, nell’autodisseminazione si può
verificare oltre alla caduta dei semi per gravità anche la loro
espulsione a distanza (disseminazione bolocora) è il fenomeno dei
frutti a deiscenza esplosiva, causata dalla pressione idrostatica che
si forma all loro interno nel momento della maturazione come nel
Cocomero asinino (ecballium elaterium) o nella Balsamina (Impatiens
noli-tangere) che a maturità esplode al minimo urto, per una torsione
delle valve su se stesse, lanciando i semi sino a 6 metri di distanza.
Idrocora:
è la dispersione dei semi per mezzo dell’acqua effettuata da frutti o
semi che sono in grado di galleggiare per un certo periodo. In questo
caso la parte esterna del frutto è spesso impermeabile oppure
contengono aria al loro interno come quelli della Noce di cocco (Cocos
nucifera) che possono navigare in mare per lunghi periodi e germinare
quando trovano una spiaggia, altrettanto succede in quelli del
ravastrello delle spiagge (Cakile marittima), brassicacea tipica dei
litorali sabbiosi, dove il mericarpo inferiore del frutto a maturità
si separa da quello superiore e in presenza di onde o alta marea viene
trasportato dalle correnti, consentendo la colonizzazione di altre
parti di spiaggia. Altre piante presentano escrescenze suberificate o
induvie che facilitano il galleggiamento come nelle valve dei frutti
del genere “rumex”, che sono parti persistenti ed accrescenti del
perianzio con un callo suberificato, o i semi del genere “Hygrophila”
cha hanno peli appressati che si rizzano al contatto con l’acqua e
fungono da salvagente.
Anemocoria:
è la dispersione causata dal vento con semi leggeri e di piccole
dimensioni, dotati di strutture adatte al volo come le ali delle
samare, il pappo degli acheni delle Asteraceae, gli arilli trasformati
in peli come nel “Salix”, o i peli dei semi delle Asclepiadaceae.
Zoocoria:
dispersione causata dagli animali, che si distingue:
Endozoocoria:
quando i frutti o i semi sono ingeriti dagli animali e liberati con le
feci. In questo caso il frutto deve essere appetibile (frutti carnosi
e semi succosi) e ben visibile (di colore rosso o nero) e il seme deve
essere ben protetto dal tegumento atto ad attraversare indenne
l’apparato digerente dell’animale, che con l’aggressione gastrica
faciliterà la cerminazione dei semi una volta dispersi.
Epizoocoria:
quando i frutti o i semi aderiscono alla superfice degli animali, con
meccanismi di aggancio come peli uncinati (Xantium italicum, Cenchrus
incertus), o superfici vischiose (bardana, avena, vischio), e possono
venir trasportati anche a notevoli distanze.
Mirmecocoria:
è la disseminazione effettuata dalle formiche che portano i semi nei
formicai dove le larve consumano la sola appendice ricca di sostanze
nutritive, l’elaiosoma, lasciando il seme intatto (Myrtus communis,
Rhamnus alaternus).
Glirocoria:
è compiuta dai roditori che raccolgono e conservano i semi.
Antropocoria:
i semi sono dispersi involontariamente
dell’uomo.
La fotosintesi
