La germinazione può essere definita come l’insieme dei processi in cui il seme si risveglia dallo stato quiescente, si manifesta quando l’embrione ritorna alla vita metabolica attiva e comincia a sviluppare la nuova plantula e termina quando questa è in grado di iniziare l’attività fotosintetica necessaria al proprio fabbisogno di carboidrati. È il ritorno alla vita attiva degli organi prima quiescenti.
La germinazione è quel processo che comincia con l’imbibizione del seme e termina con la protrusione della radichetta.
LA GERMINAZIONE: COME INIZIA
Quando comincia il processo di germinazione il seme e nello stato quiescente, ha un’elevata disidratazione (<10% di H2O), una parziale disorganizzazione cellulare, gli eventi metabolici sono sospesi o estremamente lenti.
Perché avvenga la germinazione:
- L’ embrione deve essere vitale.
- Non ci devono essere barriere fisiologiche, fisiche chimiche.
- Condizioni ambientali favorevoli.
La germinazione inizia con l’assorbimento di acqua da parte del seme. Con l’acqua si attivano anche gli enzimi della crescita. In un primo momento le cellule si espandono e solo quando il seme è ben radicato inizia la duplicazione cellulare.
Fino a che la pianta non esegue la fotosintesi, si serve delle riserve di amminoacidi, grassi e carbonio immagazzinati nell’endosperma. Quest’ultimo contiene anche proteine. La principale riserva di energia nei semi è comunque l’amido. Infatti l’amido fornisce glucosio per compiere alcune funzioni fondamentali.
LA GERMINAZIONE: CONDIZIONI NECESSARIE
Perchè la germinazione sia possibile occorre che il seme si trovi in favorevoli condizioni di umidità e di temperatura. Tra piante monocotiledoni e dicotiledoni intercorre qualche differenza ma il processo di germinazione è pressoché identico. Per le stesse proprietà dei suoi costituenti cellulari, il germe allora introduce acqua nelle sue cellule rigonfiandosi. Il primo sintomo di questa ripresa di funzionalità è il rapidissimo incremento della funzione respiratoria. Quasi contemporaneamente le sostanze di riserva accumulate nell’endosperma sono disintegrate.
I prodotti che ne derivano sono utilizzati nelle diverse funzioni vitali.
Le condizioni necessarie alla germinazione sono:
- Acqua: fondamentale perché abbia inizio la germinazione. Permette di riprendere i processi metabolici e la crescita dell’embrione.
- Ossigeno: il metabolismo può essere inizialmente anaerobio ma diviene aerobio appena il tegumento si rompe e l’ossigeno può penetrare. Permette di demolire il glucosio e partecipa al processo di fotosintesi assieme alla luce.
- Temperatura: i semi non germinano al disotto di una certa temperatura che è specie-specifica compresa tra i 20° e i 24° per le piante dei climi temperati.
- Intervallo termico: specifico ottimale (10-20°(per specie di climi temperati, 20-40°C per specie di origine subtropicale e tropicale.
- Luce: è necessaria al processo di fotosintesi, per i semi piccoli che devono divenire presto autotrofi. In altre specie può svolgere un ruolo inibitorio (aglio).
LA GERMINAZIONE: COME AVVIENE
La germinazione è quel processo che comincia con l’imbibizione del seme e termina con la protusione della radichetta e lo sviluppo della plantula.
Quando inizia il processo di germinazione il seme è nello stato quiescente, ha un’elevata disidratazione (< 10% di acqua) una parziale disorganizzazione cellulare, gli eventi metabolici sono sospesi o estremamente lenti. La germinazione comincia quando i semi diventano attivi e termina quando compaiono le prime foglioline della nuova pianta.
Dopo la disseminazione i semi disidratati entrano in un periodo di quiescenza. In seguito, qualora i tempi e le condizioni siano favorevoli, inizia la germinazione Solo quando vi sono le condizioni di umidità, ossigeno, luce e temperatura favorevoli, inizia la germinazione. L’acqua viene assorbita avidamente. Si attivano gli enzimi della crescita Nelle prime fasi della germinazione, il seme assorbe acqua, l’embrione inizia ad utilizzare le proprie sostanze di riserva, la radichetta si gonfia, rompe il tegumento e si accresce verso il basso. Il seme si rigonfia e vengono attivati i processi metabolici che provocano l’allungamento della radichetta verso il basso, la crescita del fusticino verso la luce e l’aprirsi delle prime foglioline che danno l’avvio al processo di nutrimento autonomo (fotosintesi).
Perché avvenga la germinazione:
- L’embrione deve essere vitale.
- Non ci devono essere barriere fisiologiche, fisiche chimiche.
- Condizioni ambientali favorevoli.
QUALI SONO I TIPI DI GERMINAZIONE
La germinazione prosegue in due modi diversi, a seconda del tipo di seme.
1) Germinazione ipogea
Nella germinazione ipogea (es.: fava), la gemmula esce dal terreno, la radichetta fuoriesce dal tegumento e i cotiledoni rimangono sotto la superficie del terreno, fornendo sostanze nutritive alla piantina. Successivamente compariranno le foglioline e si svilupperà un sistema di radici laterali.
Nelle monocotiledoni il cotiledone rimane nel terreno e il fusticino buca il terreno protetto dal coleottile. L’embrione presenta le foglioline embrionali (cotiledoni) attaccate ad un asse centrale. La parte superiore dell’asse è costituita dall’epicotile, che all’apice presenta una piumetta (gemmula embrionale). La parte inferiore dell’asse è formata da un ipocotile e da una radichetta (radice embrionale).
2) Germinazione epigea
Nella germinazione epigea (es.: fagiolo) il tegumento che riveste il seme si apre; l’ipocotile a forma di gancio fuoriesce dal terreno. Successivamente l’ipocotile si raddrizza e allunga, spingendo ulteriormente foglie e cotiledoni fuori dal terreno. La prima fogliolina sarà protetta dai cotiledoni. Nei fagioli l’uscita dal terreno è forzata dall’ipocotile piegato a uncino e i cotiledoni fuoriescono dal terreno.
QUALI SONO LE CONDIZIONI PER CUI RESTA VITALE UN SEME SENZA SVILUPPARSI
1^ fase: embriogenesi vera e propria: divisione cellulare che si conclude con la formazione dell’embrione. Fase caratterizzata da aumento di acqua e sostanza organica.
2^ fase: accumulo delle riserve, arresto divisione cellulare, le cellule subiscono un aumento di volume, accumulo sostanze di riserva e inizia la fase di disidratazione.
3^ fase: disidratazione caratterizzata da una forte perdita di acqua che alla fine è il 10-15 % della sostanza fresca.
Maggiore è la disidratazione e maggiore è la sua vitalità intesa come integrità della cellula e conservazione delle riserve.
La vitalità del seme dipende dalle condizioni di conservazione del seme (umidità, temperatura, ossigeno, etilene).
CHE COSA È LA PLANTULA
La plantula è la piantina da poco germinata dal seme. Nelle Spermatofite la fase autotrofa del nuovo individuo inizia con la germinazione del seme, quando la plantula esce dal terreno e viene illuminata, così che possa effettuare la biosintesi della clorofilla.
La rottura del tegumento del seme richiede un tempo variabile da poche ore a qualche giorno, a seconda del tipo di seme e delle condizioni ambientali.
La fase successiva consiste nell’uscita dal seme della radichetta che inizia ad affondare nel terreno per diventare la “radice principale”. Segue, poi, l’uscita della struttura che costituirà la parte aerea della pianta, con la formazione della plumula.
L’uscita dal seme della radichetta e della plumula avviene grazie alla crescita della piantina che avviene sia per distensione cellulare che per formazione di nuove cellule. Distensione e divisione cellulare possono essere simultanee ma in certi casi la divisione cellulare precede la distensione cellulare.
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