Floarea, fructul și sămânța: reproducerea la angiosperme

La angiosperme, floarea este organul de reproducere sexuată. După polenizare urmează dubla fecundare: ovulul devine sămânță, iar peretele ovarului devine fruct. Dacă înțelegi traseul floare → polenizare → fecundare → fruct și sămânță, rezolvi aproape orice item de BAC biologie pe această temă, inclusiv grila clasică „fructul se formează din…”.

Structura florii

O floare completă este prinsă de tulpină printr-un peduncul, care se lărgește într-un receptacul. Pe receptacul sunt așezate, de la exterior spre interior, patru verticile de piese florale:

• caliciul — format din sepale, de obicei verzi; protejează floarea în stadiul de boboc;
• corola — formată din petale, adesea colorate și parfumate, care atrag insectele polenizatoare;
• androceul — totalitatea staminelor, partea bărbătească a florii. O stamină are un filament și o anteră, în care se află sacii polenici ce produc grăunciorii de polen;
• gineceul — format din unul sau mai multe pistile, partea femeiască. Un pistil are ovar (partea bazală, umflată, care conține ovulele), stil (un tub îngust) și stigmat (vârful lipicios, care reține polenul).

Caliciul și corola formează împreună învelișul floral. La multe monocotiledonate (laleaua, crinul) sepalele și petalele nu se deosebesc și formează un perigon, alcătuit din tepale. Florile care au și stamine, și pistil sunt hermafrodite (bisexuate); cele care au doar una dintre ele sunt unisexuate — de exemplu, porumbul are pe aceeași plantă flori bărbătești (în spicul din vârf) și flori femeiești (în știuleți).

În ovul se formează sacul embrionar, care conține gametul femel, numit oosferă, și un nucleu secundar diploid. Grăunciorul de polen conține celulele din care se vor forma gameții masculi. Ambele structuri se formează după o diviziune meiotică — vezi diferențele dintre mitoză și meioză.

Polenizarea

Polenizarea este transportul grăunciorului de polen de la anteră pe stigmatul pistilului. Nu este încă fecundare — doar o pregătește.

• Autopolenizarea (polenizarea directă): polenul ajunge pe stigmatul aceleiași flori sau al altei flori de pe aceeași plantă (de exemplu, la mazăre și grâu).
• Polenizarea încrucișată: polenul ajunge pe stigmatul unei flori de pe altă plantă din aceeași specie. Asigură o variabilitate genetică mai mare.

După agentul polenizator, polenizarea poate fi entomofilă (prin insecte — florile sunt colorate, parfumate, cu nectar) sau anemofilă (prin vânt — florile sunt mici, neatrăgătoare, iar polenul este abundent, ușor și uscat, ca la porumb sau la alun). Există și polenizare prin apă sau prin păsări, mai rară în flora noastră.

Dubla fecundare

Este procesul specific angiospermelor și o întrebare preferată la examen. Pașii:

1. Grăunciorul de polen ajuns pe stigmat germinează și formează un tub polenic, care crește prin stil până la ovul.
2. Prin tubul polenic coboară doi gameți masculi (spermatii).
3. Primul gamet mascul se unește cu oosfera și formează zigotul principal (2n), din care se dezvoltă embrionul.
4. Al doilea gamet mascul se unește cu nucleul secundar al sacului embrionar (2n) și formează zigotul accesoriu (3n), din care se dezvoltă albumenul (endospermul) — țesutul cu substanțe de rezervă.

Se numește „dublă” pentru că au loc două contopiri, cu doi gameți masculi diferiți. Calculul „n + 2n = 3n” pentru albumen apare uneori la itemii cu numere de cromozomi: dacă o plantă are 2n = 24, oosfera are 12 cromozomi, embrionul 24, iar albumenul 36.

Ce devine fiecare parte a florii

Fructul: structură și tipuri

Fructul protejează semințele și ajută la răspândirea lor. Peretele lui, pericarpul, are trei straturi: epicarpul (coaja), mezocarpul (adesea partea cărnoasă) și endocarpul (stratul intern, care la unele fructe este tare, formând sâmburele).

• Fructe cărnoase: baca — cu mai multe semințe, fără sâmbure (roșia, strugurele, coacăza); drupa — cu endocarp tare, sâmbure (cireașa, prunul, piersica).
• Fructe uscate dehiscente (se deschid la maturitate): păstaia (fasolea, mazărea), capsula (macul), silicva (varza, muștarul).
• Fructe uscate indehiscente (nu se deschid): achena (floarea-soarelui), cariopsa (grâul, porumbul — pericarpul este concrescut cu tegumentul seminței), nuca (alunul).

La unele plante, la formarea fructului participă și alte părți ale florii, mai ales receptaculul. Mărul și para sunt astfel de fructe false: partea cărnoasă provine din receptacul, iar fructul propriu-zis este „cotorul” cu semințe.

Sămânța și diseminarea

Sămânța are trei părți: tegumentul (învelișul protector), embrionul și țesutul cu substanțe de rezervă. Embrionul este format din radiculă (viitoarea rădăcină), tigelă (viitoarea tulpină), muguraș și cotiledoane (frunzele embrionare). Monocotiledonatele au un singur cotiledon, iar rezervele sunt în albumen (grâu, porumb); dicotiledonatele au două cotiledoane, care la multe specii acumulează ele însele rezervele (fasole, mazăre).

Răspândirea semințelor și a fructelor se numește diseminare. Poate fi prin vânt (fructe ușoare, cu aripioare sau perișori — păpădia, arțarul), prin animale (fructe cărnoase consumate sau fructe cu cârlige care se prind de blană — brusturele), prin apă sau autodiseminare (păstaia care plesnește și aruncă semințele). Ce se întâmplă cu sămânța mai departe — condițiile și etapele încolțirii — găsești în articolul despre germinația seminței.

Organele vegetative ale plantei sunt descrise în articolul despre rădăcină, tulpină și frunză.

O greșeală frecventă în redactare este să scrii „sămânța se formează din ovar”. Leagă mereu perechile corect: ovul → sămânță, ovar → fruct. A doua greșeală este să consideri că orice fruct conține sâmbure; sâmburele există doar acolo unde endocarpul este lignificat, adică la drupe. Și reține că, deși cuvântul „fruct” are în viața de zi cu zi sens culinar, în biologie roșia, ardeiul și castravetele sunt fructe, pentru că provin din ovarul florii și conțin semințe.