I grani di polline assumono una gamma infinita di forme affascinanti con tutti i tipi di trame e caratteristiche. Dan Kitwood/Getty Le piante hanno evoluto il polline come mezzo riproduttivo più di 375 milioni di anni fa, e da allora, non si sono guardati indietro [fonte:Dunn]. Una gran parte della vita vegetale che è diffusa in lungo e in largo in tutto il pianeta oggi mostra questa ingegnosità evolutiva. La ragione principale per cui il polline - e per estensione il processo di impollinazione - è così importante, è perché significa che le piante non devono fare affidamento sull'acqua per trasportare i componenti biologici necessari per la fertilizzazione. Le piante che portano il polline tendono anche a offrire protezione alla loro prole dopo la fecondazione sotto forma di semi duri - e in alcuni casi, quei semi sono persino annidati all'interno di frutti carnosi.
I grani di polline sono, in sostanza, sperma vegetale. O forse più tecnicamente, berline di sperma. Dentro, contengono la porzione maschile di DNA necessaria per la riproduzione delle piante. C'è una grande variazione quando si tratta delle dimensioni dei grani di polline, e non c'è alcuna correlazione tra la dimensione della pianta e la dimensione del polline che produce. Grandi piante potrebbero generare alcuni dei più piccoli granelli di polline, mentre le piante minuscole possono produrre polline che le fa vergognare. I grani di polline potrebbero non sembrare molto; ad occhio nudo, spesso sembrano granelli polverosi, ma a un esame più attento, prendono una gamma infinita di forme affascinanti con tutti i tipi di trame e caratteristiche.
Sia conico, sferico, cilindrico o qualche altra forma fantastica, molti granelli di polline somigliano a qualcos'altro, sia corallo, succulento, conchiglia o anemone di mare. Alcuni grani sono punteggiati di piccole punte; altri hanno superfici simili a ragnatele. Ancora più appaiono racchiusi in grovigli di funi, mentre altri sfoggiano fossette delicate o hanno costole che ricordano le strisce su un'anguria.
Molti di questi adattamenti unici servono ad aiutare il polline ad arrivare dove deve andare, vale a dire, controparte femminile della sua stessa specie. Le caratteristiche della superficie aiutano i grani ad aderire a diversi modi di trasporto, come piume di uccelli, zampe d'ape o pelo di animale. Oppure aiutano il polline a navigare nell'aria su appendici che assomigliano ad ali di aeroplani o mongolfiere. Alcune di queste caratteristiche aiutano persino un granello di polline a funzionare correttamente quando raggiunge la sua destinazione. Discuteremo cosa succede quando si verifica quel lieto evento nella pagina successiva.
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Le trame superficiali sui grani di polline possono aiutarli ad attaccarsi agli impollinatori mobili. Allo stesso modo, le piante sono spesso appiccicose o piumate nelle rispettive parti riceventi, per assicurarsi che possano intrappolare il polline che passa sulla loro strada. iStockphoto/Thinkstock Nella maggior parte delle piante che producono polline, un granello di polline completa con successo il suo viaggio quando si sposta dalla porzione maschile di un esemplare di pianta alla corrispondente porzione femminile. Idealmente, trova la sua strada verso una pianta completamente diversa per aumentare l'incrocio derivante dall'impollinazione incrociata. Non è sempre un requisito difficile e veloce, però, anche se è importante notare che molte specie di piante hanno modi per impedire a una particolare pianta di impollinarsi. Alcuni sono persino geneticamente autoincompatibili.
Una volta che un granello di polline raggiunge la parte femminile della pianta, nella maggior parte dei casi an ovulo , uno degli spermatozoi fortunati (tipicamente su due) alloggiati all'interno del polline fertilizzerà l'ovulo all'interno. Dopo la fecondazione, l'ovulo si svilupperà gradualmente in un seme, e quel seme trasporterà la sua pianta embrionale in una nuova casa.
Le piante che seguono questo percorso riproduttivo di base sono conosciute come gimnosperme . Alberi che hanno pigne e strutture riproduttive simili, come nel caso della maggior parte delle conifere, sono esempi di gimnosperme. Diamo un'occhiata più da vicino conifere , le gimnosperme più numerose e diffuse oggi sulla Terra, e pini in particolare, poiché sono alcune delle specie più familiari.
Le pigne sono generalmente disponibili in varietà maschili e femminili, e possono essere di ogni tipo, trame e dimensioni, a seconda della specie. Uno fa il polline, e l'altro lo riceve. Una volta che un granello di polline arriva a un ovulo - di solito aderendo con l'aiuto di una sostanza appiccicosa prodotta dalla pigna femmina - assorbe acqua, germina e inizia a crescere lentamente a tubo pollinico al fine di posizionare lo sperma appena generato all'interno. avviene la fecondazione, e alla fine si forma un seme. Il tempo necessario per completare l'intero processo varia notevolmente; in molte specie di pino, il processo di impollinazione richiede più di un anno dall'inizio alla fine. Una volta finito, il seme è liberato dal cono, per viaggiare sulla sua strada.
Ma sebbene lo sviluppo del processo di impollinazione fosse rivoluzionario, aveva ancora alcuni nodi che potevano essere risolti. Nella pagina successiva, daremo un'occhiata alle piante che hanno tirato fuori il ferro evolutivo e hanno reso il metodo molto più affidabile.
Allergia AllergiaMolte persone ne soffrono rinite allergica , e il polline è un grande contributore. Diverse specie di piante producono diversi pollini, e quei diversi pollini sono composti da diversi buffet di proteine. Alcune di queste proteine fanno sì che il sistema immunitario di chi soffre di allergie vada in overdrive.
In questo fiore, lo stame suona il carpello, di cui sono visibili sia lo stigma che le porzioni di stile. iStockphoto/Thinkstock Alcune piante - il angiosperme - si è evoluto per portare il processo di impollinazione un ulteriore passo avanti. Queste sono le piante da fiore, e non solo producono semi, inoltre fioriscono e producono frutti protettivi. Queste reti di sicurezza riproduttiva sono anche migliori nell'attirare gli organismi mobili per aiutarli a completare con successo i loro cicli di vita; infatti, molti si sono evoluti in tandem con le creature che pilotano il processo di impollinazione. In termini di specie, le angiosperme sono il tipo più prolifico; molte specie di alberi e arbusti, insieme a ogni sorta di frutta, la verdura, cereali, cactus e fiori di campo sono considerati angiosperme [fonte:Raven].
Quindi diamo un'occhiata a come funziona nel tuo fiore tipico e scaviamo un po' più a fondo nello sviluppo del polline in generale. I grani di polline vengono creati attraverso il processo di meiosi , durante il quale le cellule si dividono e crescono di numero. I grani di polline si trovano spesso nelle sacche polliniche alle estremità del stame (le parti maschili del fiore), che tipicamente circondano il carpello (le parti femminili del fiore). Gli stami si presentano generalmente in due sezioni:il bilobato antera , che ospitano i sacchi di polline, e il filamento , lo stelo su cui posa l'antera. Ogni chicco sviluppa gradualmente un duro muro esterno per ripararlo durante il suo viaggio.
Una volta depositato a destinazione, granelli di polline si posano su un fiore stigma -- l'ingresso dell'ovaio. Come con le gimnosperme, la germinazione e la formazione del tubo pollinico seguono la fecondazione, ma questa volta vengono utilizzati entrambi gli spermatozoi. Mentre si feconda la cellula uovo, l'altro ha il compito di fecondare un'altra cellula che si svilupperà nel endosperma , che è ciò che gli embrioni delle piante in crescita consumano prima e durante il processo di germinazione.
Diversi fiori crescono in diverse configurazioni, e mentre molti, infatti la maggior parte delle angiosperme, portano sia stami che componenti carpali, alcuni no. Per quelle specie, le parti riproduttive maschili e femminili possono essere trovate su diversi fiori della stessa pianta, in modo simile a quante pigne di gimnosperme sono comunemente configurate. O, in alcuni casi, ogni particolare esemplare di pianta può presentare solo l'uno o l'altro, variando leggermente il processo.
Il polline può essere trasportato dal vento, trasportato dall'acqua o portato in giro da qualsiasi tipo di creatura, siano loro api, coleotteri, uccelli o pipistrelli, e depositato sulla parte riproduttiva femminile di un altro fiore. Potrebbe sembrare piuttosto incostante, e questo è, ecco perché le piante, in particolare le gimnosperme, producono molto polline.
Affinché le piante diffondano con successo il loro polline, molti si sono coevoluti con altre creature per svolgere il lavoro in modo più frequente ed efficiente. Questo è successo in diversi modi. Con piante fiorite, Per esempio, quelli con il polline più gustoso avevano maggiori probabilità di attirare gli impollinatori, quindi erano quelli che avevano le migliori possibilità di propagare la loro specie. Anche le piante da fiore sfruttano la forma, colore e profumo per attirare più clienti, a volte in modi che potrebbero sembrare sorprendenti. Molte specie di coleotteri sono attratte dai fiori che producono profumi che considereremmo molto poco attraenti. Alcune di queste piante, tra loro il comune filodendro domestico, attirare i coleotteri riscaldandosi attraverso una reazione chimica. Li induce a produrre un odore che ricorda la materia organica in decomposizione, cui i coleotteri sono naturalmente attratti. Una pianta di Sumatra, conosciuta come la lingua del diavolo, ha un odore così sgradevole che secondo quanto riferito ha fatto svenire le persone. È impollinatore? Una specie di scarabeo carogna.
È più probabile che i fiori colorati e luminosi attirino le creature diurne, mentre quelli bianchi o giallo chiaro hanno maggiori probabilità di essere individuati dagli animali notturni. C'è anche la produzione di nettare. Molti abili impollinatori, come le api, pipistrelli e colibrì si nutrono di nettare, quindi avere coppe per il nettare adatte all'apparato boccale dell'impollinatore era un'altra importante specializzazione da sviluppare. Infine, il posizionamento delle parti sessuali delle piante si è evoluto, pure. Quegli esemplari la cui disposizione si adattava meglio alle abitudini alimentari di un potenziale impollinatore ebbero maggior successo. Quindi gli stami che avevano maggiori probabilità di essere sfiorati da un impollinatore - e quindi più probabilità di essere spazzati via e portati via - erano i più idealmente posizionati per la perseveranza evolutiva.
Le ginocchia dell'apeLe api forniscono un ottimo esempio di coevoluzione in azione e sono impollinatori incredibilmente importanti. Consumano nettare e polline, raccogliendoli entrambi mentre foraggiano. I fiori si sono evoluti in un colore specifico, combinazioni di profumi e forme che li rendono attraenti e accessibili alle api (e spesso poco attraenti o inaccessibili ai loro concorrenti). Le api hanno ripagato tali fiori sviluppando parti del corpo specifiche che le rendono più efficienti nella raccolta - e nel trasmettere inavvertitamente alcune porzioni di - polline mentre fanno il loro giro.
api, insieme ad altre creature, sono impollinatori importanti e altamente adattati. iStockphoto/Thinkstock Impianti, polline e impollinatori sono ovviamente di grande importanza per l'uomo. Le persone sicuramente hanno trasmesso la conoscenza delle piante durante la lunga evoluzione della nostra specie, ma circa 11, 000 anni fa, abbiamo drasticamente cambiato il gioco [fonte:Starr]. È stato all'incirca nel periodo in cui le persone hanno iniziato ad addomesticare le piante coltivate, selezionando gli esemplari preferiti dalle razze selvatiche e coltivandoli per determinati attributi desiderabili come l'alto rendimento, resistenza ai parassiti o tolleranza al calore. Avanti veloce fino ad oggi, e i nostri metodi di produzione delle colture hanno nuovamente fatto un balzo in avanti in modo drammatico da quei primi inizi. Ora molte colture sono organismi geneticamente modificati, o OGM, e la nostra manomissione artificiale ha lasciato molte persone a chiedersi quale impatto avrà sugli organismi naturalmente evoluti.
Gli scienziati studiano se e in quali circostanze le colture OGM hanno il potenziale per incrociarsi con le colture convenzionali, così come specie affini. Uno studio condotto in Africa, un'area in cui gli OGM potrebbero avere un impatto considerevole, le api determinate si avventurano vicino a 4 miglia (3 chilometri) di distanza dal nido mentre cercano il cibo [fonte:Science Daily]. Tale gamma potrebbe consentire ai transgeni delle colture OGM introdotte di infiltrarsi nelle specie selvatiche. Per controllare i casi di impollinazione incrociata, organismi internazionali come l'Ufficio europeo per la convivenza sostengono alcune misure di isolamento. Questi includono passaggi spaziali e temporali; in altre parole, piantare colture a determinate distanze da piante che potrebbero essere impollinate in modo incrociato, così come la tempistica di tali piantagioni in modo che la specie fiorisca in diversi periodi dell'anno.
Il polline è anche roba utile da studiare per altri motivi. Prendendo campioni di carota, scienziati specializzati nei campi della palinologia - lo studio dei pollini, spore e piante microscopiche simili - possono avere una buona idea di quali piante fossero prevalenti durante le diverse ere della storia della Terra. Per esempio, polline e altri palinomorfi possono aiutare a determinare quando la coltivazione agricola inizia o si ferma in una certa area, quando un tratto di terra era boscoso o prativo, o quando si sono verificati cambiamenti nel clima.
Nella pagina successiva, impara molto di più sul polline e su cosa fare quando inizia a starnutire.
