laboratorio evoluzione Marcello Sala

ESSERE FICO

Perché su certe piante di fico i frutti non maturano?

1 Fiori maschili2 Fiori femminili con stilo breve dove è più facile che l’insetto deponga l’uovo e più difficile è l’impollinazione (= sterili) 3 Fiori femminili con lungo stilo inaccessibili all’insetto più facilmente catturano il polline portato dall’insetto (= fertili)

inverno primavera estate

Caprifico: d’inverno infiorescenze (MAMME) con fiori femminili sterili in primavera infiorescenze (PROFICHI) con fiori maschili

vicino all’apertura, e fiori femminili sterili d’estate infiorescenze (MAMMONI) con fiori maschili,

fiori femminili sterili, fiori femminili fertiliFico: in primavera FIORONI con fiori femminili sterili d’estate FICHI con fiori maschili e fiori femminili

fertili o sterili a seconda della varietà

1. in autunno le ♀♀ degli insetti entrano nelle mamme dei caprifichi perdendo le ali

depositano le uova negli ovari dei fiori ♀ sterili e muoiono la schiusa delle uova induce la trasformazione degli

ovari in galle, in cui svernano le larve dell'insetto

il siconio non matura semi, rimane infiorescenza 2. in primavera nelle galle si sviluppano gli insetti adulti i ♂♂ fecondano le ♀♀ e poi muoiono3. le ♀♀ fecondate escono all'esterno...

2 31

3 4 5

5. in estate le ♀♀ fecondate escono all'esterno, caricandosi di polline dai fiori ♂ maturi6a. entrano nei mammoni dove depongono le uova e fecondano i fiori ♀ fertili 7. dalle uova si sviluppano insetti adulti i ♂♂ fecondano le ♀♀ e poi muoiono8. le ♀♀ fecondate escono all'esterno, entrano nelle mamme il ciclo ricomincia da 1

6b. entrano nei fichi veri

dove impollinano i fiori ♀ fertili che sviluppano

semi

6a

7

8

6b

5

1

Nell’impollinazione tramite vespauna parte dei fiori femminili non sviluppa semi:

quale vantaggio per il fico nell’essere impollinato da insetti invece che dal

vento?

Aumento delle probabilità che l’ovario riceva il

polline

Quale vantaggio per la vespa?

Il fico fornisce un ambiente protetto per la riproduzione con risorse alimentari per le larve

800 specie di moracee vengono impollinate ciascuna esclusivamente da una, o tutt'al più due, specie di imenottero:

perché?

La forma e la struttura dei fiori del fico (infiorescenze nel siconio) pongono vincoli

alla forma e al comportamento degli insetti

Quale svantaggio (per ciascuno dei due)?

La dipendenza stretta dall’altro per la riproduzione(es. sincronizzazione dei cicli)

Quale vantaggio?

La relazione co-evolutiva aumenta la probabilità della fecondazione

Per quale causa i maschi della vespa sono privi di ali?

Le ali sono uno svantaggio (energetico) per un insetto che nasce, si riproduce e muore all’interno del siconio

< 1,5 mm di lunghezza con un corto ovopositore che

consente di introdurre le uovaindistinguibile delle odierne vespe del fico adatte all'impollinazione

delle piante su cui vivono

Ma che cosa prova che impollinasse le piante di fico?

Piccole tasche laterali in cui è stato ritrovato polline

tipico del Ficus

60 Ma fa le moracee venivano impollinate dal vento: quando è iniziata la coevoluzione fichi-vespe agonidi?

Almeno 34 Ma faCome si fa a saperlo?

Fossile di insetto Agaonidae datato 34 Ma fa:

Ophris lunulata

Che cosa mostra l’immagine?

...

Il fiore riproduce le sembianze di una vespa femmina completa di occhiantenne e aliCon quale vantaggio per la

pianta?

Il maschio della vespa"crede" di accoppiarsisi posa sul fiore coprendosi di polline che depositerà nel prossimo fiore della sessa specie

I caratteri dei fiori sono relativamente costanti all’interno delle specie:

perché?

La riproduzione spesso dipende dal successo nell’attrarre impollinatori

e questo dipende dalla forma del fiore

Non è inusuale trovare fiori distinti in specie strettamente imparentate:

perché?

Le differenze nella morfologia del fiores favoriscono l’impollinazione tra specie diverse

che non è produttiva

Angiosperme (piante con fiori) presenti da 130 Ma (tracce a 215 Ma fa) si sono enormemente diffuse a partire da 100 Ma fa

A quando risale l’origine del processo coevolutivo tra impollinatori e angiosperme?

Già a 100 Ma fa con ruolo determinante nell'evoluzione delle ang.

Come si fa a saperlo?

Nei giacimenti fossiliferi di circa 100 milioni di anni fa:a) granuli di polline uniti in gruppi grandi e con superficie ruvidab) granuli di polline singoli più piccoli e lisci:

quale dei due tipi dà un vantaggio nella dispersione a causa

del vento (anemocora) o del trasporto di animali (zoocora)?

a) zoocora b) anemocora

76 %26%

nei fossili di 96 Ma fa

Gruppo di insetti (2 specie di tisanotteri)inglobati in ambra di oltre 100 Ma fasull’addome pollineprobabilmente di cicadofite o ginkgofite piante con semi (spermatofite)ma senza fiori (gimnosperme)di origine precedente alle angiosperme

Che significato ha questa scoperta?

Le angiosperme hanno ereditato da piante precedenti l’impollinazione tramite insettiche è loro caratteristica

 Vitimopsyche gloriae

Una specie di uccello nettarinide si nutre del nettare situato sul fondo dello sperone del fiore di piante del genere Impatiens e trasferisce il polline da stami di un fiore

a ovari di un altro

Quale vantaggio per l‘uccello?

Non deve competere con altri animali per il nettare

Quale vantaggio per la pianta?

Risparmia energia nel produrre il pollineche viene portato a destinazione in modo preciso

Specie strettamente imparentate di Impatiens, con lo stesso tipo di fiore, potrebbero subire una fecondazione incrociata

(il polline di una specie sul fiore di un altra)

Con quali svantaggi?

Se esistono già barriere riproduttive completeil polline viene sprecato

altrimenti si producono ibridi che potrebbero essere peggio adattati

La specie Impatiens frithii ha fiori con lo sperone piegato verso l’alto

Con quale vantaggio?

Per succhiare il nettare l’uccello deve torcere il fiore di 180°

gli stami toccano il mento e non la fronte il polline non può fecondare ovari di altre specie