Morfogenesi

La morfogenesi delle piante è lo sviluppo della forma e struttura della pianta. Numerosi processi coincidenti e fattori ambientali contribuiscono alla morfogenesi delle piante. Tra tali processi c’è la crescita, la differenziazione cellulare e la comunicazione da cellula a cellula. La crescita include la divisione e l’elongazione cellulare. Durante la divisione cellulare, la simmetria, la velocità e il piano—o orientamento—della divisione influenzano notevolmente il destino di una cellula. Ad esempio, le cellule di guardia, che controllano lo scambio di gas nelle piante, in genere si formano tramite una divisione asimmetrica e un cambiamento nel piano della divisione della cellula. Eppure la maggior parte della crescita delle piante è causata da elongazione, che è l’allungamento permanente delle cellule differenziate. Le cellule vegetali si espandono principalmente assorbendo acqua. La maggior parte dell’acqua viene conservata in un grande vacuolo centrale. La divisione e l’espansione delle cellule determinano la forma e la direzione di crescita della pianta. Tuttavia, questi processi variano tra i diversi tipi di cellule vegetali. La caratteristica delle cellule vegetali immature in tipi cellulari distinti si chiama differenziazione cellulare ed è anche un componente critico della morfogenesi delle piante. La differenziazione cellulare è pilotata da cambiamenti nell’espressione genica, che attivano o disattivano i geni codificanti per proteine. La comunicazione cellula-cellula sembra regolare l’espressione dei geni che influenzano la differenziazione cellulare. Ad esempio, l’epidermide radicale della Arabidopsis thaliana produce cellule ciliate e cellule epidermiche non ciliate. Le cellule epidermiche immature che entrano in contatto con una cellula corticale si differenziano in cellule non ciliate, e quelle che entrano in contatto con due cellule corticali, diventano cellule ciliate. Questo schema è associato all’espressione genica differenziale. Anche fattori ambientali come luce e temperatura, e la disponibilità di acqua e sostanze nutrienti influenzano notevolmente la morfologia delle piante.