Un grosso salto evolutivo fu quello che portò le piante a emanciparsi, da un punto di vista riproduttivo, dalla presenza di acqua. L’era del Permiano (286-248 milioni di anni fa) fu caratterizzata da forti cambiamenti climatici, si alternarono glaciazioni e lunghi periodi di siccità che coinvolsero l’intero globo terrestre. Di conseguenza le pressioni selettive sugli organismi viventi portarono notevoli modifiche a livello strutturale e fisiologico sia per animali che per piante, che si trovavano a fronteggiare lunghi periodi senza disponibilità d’acqua.
Fu proprio questa la strada evolutiva intrapresa da un gruppo di piante, le gimnosperme, che nel tempo svilupparono una struttura protettiva per la conservazione dell’acqua: il seme.
Ogni seme è costituito da tre componenti fondamentali: embrione, endosperma e tegumenti.
Grazie ai semi, le gimnosperme ( dal greco gymnos = nudo, e spermae = seme) non sono quindi legate all’acqua come i gruppi precedenti (muschi e felci). I semi si sviluppano su particolari strutture, gli strobili, comunemente chiamati coni o pigne. I semi sono disposti sulle loro scaglie, risultando quindi esposti all’aria e scoperti.
La classificazione divide le gimnosperme in 4 grandi gruppi:
- Le conifere (il gruppo più ricco di specie e conosciuto: es. pini, abeti , sequoie giganti)
- Le cicadee
- Ginkgo ( di cui fa parte una sola specie, Ginkgo biloba)
- Le gnetofite
Il ciclo di una conifera: il pino
Ogni pino produce due tipi di strutture specializzate: i coni maschili e quelli femminili.
I coni maschili (o pollinici) somigliano nella forma a delle spighe, e gli sporangi su essi presenti hanno il compito di produrre i gameti maschili (microspore) attraverso meiosi.
I coni femminili sono quelli che hanno la caratteristica forma di pigna, e gli sporangi presenti su di esse danno origine ai gameti femminili (macrospore). Ogni squama che compone la pigna ha una particolare struttura alata, originata dai tegumenti del seme, e contiene una coppia di ovuli (è dagli ovuli stessi che si sviluppa il seme).
Le microspore (maschili) prodotte sviluppano granuli pollinici (gametofiti maschili) che vengono liberati e trasportati dal vento e in primavera ricoprono ogni cosa di un’ impalpabile polvere gialla.
L’impollinazione avviene quando un granulo pollinico raggiunge un ovulo.
Dall’ovulo si origina una cellula che viene definita cellula madre della spora (2n) che successivamente per meiosi darà 4 cellule aploidi. Solo una di queste (le altre 3 degenerano) origina il gametofito femminile, che resta comunque all’interno dell’ovulo. Il gametofito maturando genera una o più cellule uovo (n).
Attraverso la maturazione di una particolare struttura definita tubetto pollinico, i gameti maschili possono raggiungere la cellula uovo e permettere la fecondazione.
Questo descritto è un processo molto lento: dalla formazione dei vari gameti fino al momento della fecondazione può passare anche più di un anno.
Una volta fecondato, l’ovulo ormai zigote svilupperà il seme, contenente al suo interno le 3 componenti sopra elencate: l’embrione di sporofito (2n), il tegumento (endosperma) che servirà da nutrimento per l’embrione, e dei tessuti di rivestimento.
Anche i semi, una volta maturati, verranno dispersi dal vento e una volta germinati, daranno origine a una nuova pianta di pino.
