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34.7:

Meristemi e crescita delle piante

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Meristems and Plant Growth

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Diversamente dalla maggior parte degli animali, le piante crescono per tutta la vita. La crescita nelle piante è facilitata dai meristemi, tessuti contenenti cellule indifferenziate in grado di dividersi perennemente—analogalmente alle cellule staminali animali. Tutte le piante vascolari presentano una crescita primaria, in cui si allungano le radici e i germogli. La crescita primaria inizia nei meristemi apicali, situati all’apice degli steli e delle radici. Qui, le cellule indifferenziate si dividono. Alcune cellule figlie rimangono nel meristema e continuano a dividersi. Altre si differenziano parzialmente in meristemi primari. I meristemi primari—protoderma, meristema fondamentale e procambio—si differenziano in tessuti primari distinti. Il protoderma diventa tessuto dermico, gli strati esterni protettivi. Il meristema fondamentale si sviluppa nel tessuto macinato che costituisce la maggior parte del corpo di una pianta giovane. Il procambio forma il tessuto vascolare, incluso lo xilema e il floema. Oltre alla crescita primaria, le piante legnose presentano anche una crescita secondaria. Nella crescita secondaria si inspessiscono le radici e gli steli, ma raramente le foglie. Due meristemi laterali contribuiscono alla crescita secondaria: il fellogeno e il cambio cribro-vascolare. Il fellogeno produce sughero all’esterno e felloderma all’interno, formando il periderma. Il cambio cribro-vascolare è situato tra lo xilema primario e il floema primario. Qui la crescita secondaria genera il floema secondario all’esterno e lo xilema secondario, noto come legno, all’interno. In tanti alberi questa attività produce anelli di crescita annuali, che gli scienziati possono utilizzare per studiare il clima. Il legno cresciuto in primavera contiene cellule con diametri maggiori e pareti più sottili del legno cresciuto più tardi nella stagione di crescita. Perciò un anno di crescita si manifesta come un anello distinto. Visto che gli alberi crescono bene in ambienti caldi ricchi di acqua, gli anelli spessi indicano gli anni caldi e umidi, mentre gli anelli sottili indicano gli anni freddi e asciutti. Nell’insieme, la crescita primaria consente alle piante di estendere i germogli in cerca di luce e alle radici di accumulare umidità e sostanze nutritive. Allo stesso tempo, la crescita secondaria fornisce un sostegno strutturale per agevolare l’allungamento delle piante legnose.

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Meristemi e crescita delle piante

Le piante crescono nel corso della loro vita; questo è chiamato crescita indeterminata, e distingue le piante dalla maggior parte degli animali. Anche se alcune parti delle piante smettono di crescere (ad esempio, foglie e fiori), altre crescono continuamente, come radici e steli.

La crescita indeterminata nelle piante è resa possibile dai meristemi, tessuti contenenti cellule indifferenziate, chiamate cellule meristematiche. Quando le cellule meristematiche si dividono, alcune cellule figlie rimangono nel meristema, garantendo un rifornimento costante di cellule indifferenziate. Altre cellule figlie si allungano e alla fine si differenziano in tessuto maturo.

Esistono due tipi principali di crescita delle piante: la crescita primaria e quella secondaria. La crescita primaria aumenta la lunghezza delle radici e dei germogli e produce foglie. La crescita secondaria aumenta lo spessore delle radici e dei germogli, ma raramente lascia, nelle regioni in cui la crescita primaria è terminata.

La maggior parte della crescita delle piante si verifica in due tipi di meristemi. La crescita primaria si verifica in meristemi apicali, che si trova sulle punte di radici e germogli. La crescita secondaria si verifica nei meristemi laterali, che corrono lungo le lunghezze delle radici e dei germogli.

Tutte le piante vascolari subiscono una crescita primaria, che permette alle radici di esplorare il suolo e germogli per accedere a più luce. La crescita primaria inizia con la divisione di cellule indifferenziate nel meristema apicale. Cellule figlie che lasciano il meristema si differenziano parzialmente in cellule meristematiche primarie. Le cellule meristematiche primarie si dividono e si allungano, differenziandosi completamente in tessuti maturi e allungando le radici e i germogli nel processo.

Le radici e i germogli delle piante legnose subiscono una crescita secondaria oltre alla crescita primaria. La crescita secondaria è resa possibile da due meristemi laterali: il cambio cribro-vascolare e il cambio subero-fellodermico.

Il cambio cribro-vascolare si sviluppa in tessuto vascolare, compresi xyiemi secondari (legno) e floem secondario. Il cambio subero-fellodermico sostituisce l’epidermide con il periderma più robusto. L’aggiunta di queste cellule aumenta la larghezza delle radici e dei germogli.

Leitura Sugerida

Gaillochet, C., and J. U. Lohmann. 2015. “The Never-Ending Story: from Pluripotency to Plant Developmental Plasticity.” Development 142 (13): 2237–49. [Source]

Sablowski, R. (2010) Stem Cells in Plants and Animals. Nature Education 3(9):4. [Source]