Biologia vegetale - fusto

Fusto

Funzioni del fusto

Disporre nello spazio, nella maniera appropriata, la parte che fa fotosintesi.

Di trasporto dei nutrienti.

La pianta è immobile, deve far fotosintesi ma ha le radici sottoterra, quindi è necessario un sistema che colleghi la parte sotterranea e la parte subaerea. È proprio questo il compito del fusto: distribuire gli elementi e fare da collegamento fra radici e foglie. Ha un epidermide che impedisce l’evaporazione e ha un tessuto interno che è il sistema di trasporto:

• Dalle radici alle foglie
• Dai prodotti della fotosintesi a tutte le altre parti della pianta

La comparsa della lignina ha portato alla formazione del fusto a cormo. La selezione non ha forzato l’invenzione della radice, era sufficiente avere un fusto che si ramificasse sotto terra e assorbisse l‘acqua.

Nelle licophyta

Vi era un apparato radicale (radici) di 2 tipi:

1. Tipo stigmaria: Ramificazioni del fusto (no vere radici) dimensioni enormi (es: Sigillaria, Lepidodendron). La pianta non riusciva ad assorbire acqua sufficiente per portarla nella parte aerea e quindi si sono estinte.
2. Tipo cormoide: Ciuffo di radici che si dipartano dalla parte basale ingrossata del fusto. Licophyta di piccole dimensioni, presenti in terreni non acquitrinosi. Organizzazione rimasta nei Licophyta viventi (es: Lycopdium, Selaginella, Isoetes).

Evoluzione della foglia

Prima c’era solo il fusto e si divideva in maniera dicotonica (da 1 se ne formano 2 di uguale importanza). In seguito si è passati a una parte principale e a dei rami laterali chiamati telomi. I rami disposti nelle diverse dimensioni dello spazio si sono ramificati tutti nello stesso piano, si sono appiattiti e si sono fusi, dando vita alla foglia, le cui nervature erano i sistemi di trasporto all’interno dei rami (phyllophoryte).

• Foglia microfilla: Una sola nervatura centrale
• Foglia macrofilla: Più nervature laterali
• Foglia licophyta: Ha solo la nervatura principale, non ha nervature laterali (solo un ramo che si è appiattito).

I rami sono fusti laterali

Nodo: Punto in cui si dipartono rami dal fusto.

Internodo: Zone in cui NON si dipartono i rami e le foglie (Zone vuote del fusto).

In soluzione ipotonica l’internodo si allunga. In soluzione iper/isotonica l’internodo non si allunga.

Gemme

Si trovano in cima al fusto e sono zone di continuo allungamento/crescita.

• Gemma ascellare: La gemma è attaccata al fusto, sotto la foglia in un nodo, da cui si formerà poi il nuovo ramo.
• Gemma apicale: Si trova in cima. La cellula che si trova nella gemma apicale è la cellula che c’è sempre stata fin dall’inizio dell’evoluzione. La zona apicale è più scura perché lì vi sono le cellule meristematiche (staminali). Si tratta di piccole cellule con un grosso nucleo. Man mano che la cellula cresce di dimensioni, il nucleo rimane uguale. Per quello la parte apicale sembra più colorata. Queste cellule meristematiche non hanno assolutamente nessuna protezione, l’unica protezione sono le foglioline della gemma, che vanno a proteggere la parte che sta crescendo.

Cotiledone

Foglia embrionale contenuta nel seme. Funzione di nutrimento dell’embrione dall’inizio della germinazione al momento in cui si sviluppano la radice e le prime foglie e quando l’individuo è in grado di compiere fotosintesi e, quindi, quando l’individuo è in grado di nutrirsi autonomamente.

Monocotiledoni

• 1 solo cotiledone, o foglia embrionale, nei loro semi
• Foglie: Nervature parallele (parallelinervie), di forma allungata. Le foglie inizialmente avvolgono il fusto e poi si staccano.
• Fiore trimero: Petali sono in numero di 3 o multipli di 3 (3, 6, 9 petali). La parte esterna del fiore è formata da: perigonio (involucro esterno che racchiude la parte sessuale) costituito da tepali (quando l’involucro è formato da pezzi tutti uguali).

Presentano struttura secondaria (gemma, zona di differenziamento, zona primaria e secondaria).

Esampi di monocotiledoni: Banana, Mais, Giglio.

Dicotiledoni

• 2 cotiledoni. Le dicotiledoni comprendono piante sia erbacee che legnose, generalmente provviste di un apparato radicale seminale con radici a fittone o fascicolate, a crescita continua, più o meno ramificate.
• Foglie: Nervature a ramificata (retinervie). Attacco puntiforme.
• Fiore: Tetramero o pentamero con verticilli di 4 o 5 pezzi e provvisti di perianzio, generalmente distinto in calice (sepali) e corolla (petali), sono simmetrici o irregolari. Non hanno zona primaria e secondaria ma Zona unitaria.

Esempi: Betulla, Rosa, Melo, Peperone.

Si può capire la differenza guardando la foglia:

• Dicotiledone: Es: Rosa, prima di esser messa nel vaso vengono tolte alcuni rami e foglie, staccarle è semplice.
• Monocotiledone: Es: La foglia del giglio invece è impossibile da staccare.

Angiosperme

Piante con ovuli contenuti in un ovario (che diverrà poi il frutto). Quindi semi racchiusi in un frutto.

Gimnosperme

Piante con ovuli (e successivamente semi) non racchiusi da un ovario.

Zona e stadi di differenziamento

La differenziazione comincia nella zona apicale dove le cellule continuano a dividersi. In ordine:

• Zona apicale
• Zona di distensione e differenziazione
• Zona struttura primaria:

Le cellule sono adulte. Vi sono dei fasci conduttori immersi in un tessuto fondamentale (tessuto parenchimatico) necessari per gli scambi. È formato da cellule parenchimatiche che non si sono differenziate rispetto alle cellule giovani: cellulosa, emicellulosa, sostanze pectiche e proteine. Le fibre di cellulosa costituiscono paletti di ferro.

Zona struttura secondaria

(solo in alcune piante)

Tessuto vegetale

I tessuti sono complessi di cellule formatasi in seguito a divisioni delle cellule dei meristemi che si sviluppano nelle tre dimensioni dello spazio a partire da una o poche cellule madri.

Tessuti meristematici

Le piante sono strutture a embriogenesi aperta o indefinita, in quanto si accrescono e si riproducono continuamente, pertanto possiedono zone di produzione di nuovi tessuti. I meristemi sono gruppi di cellule con attività proliferativa. Tutte le piante possiedono i meristemi primari, ma solo alcune possiedono anche quelli secondari.

Tessuti meristematici primari

Tessuti meristematici secondari

Tessuti definitivi o adulti

Sono i tessuti vegetali maturi, le cui cellule risultano differenziate e specializzate. A differenza della classificazione qui adottata, alcuni autori tendono ad includere i tessuti semplici (parenchimatici, sclerenchimatici e sistema dei tessuti fondamentali.

Tessuti tegumentali (o di rivestimento)

Il sistema dei tessuti tegumentali ha il compito di rivestire e proteggere l'intera pianta. Ogni tessuto risulta composto e mostra una diversa specializzazione dovuta al tipo di organo che rivestono e, naturalmente, allo specifico adattamento della pianta all'ambiente esterno; generalmente vengono distinti sulla base della loro origine in tessuti tegumentali primari, originati da meristemi primari, e tessuti tegumentali secondari, originati dal cambio subero-fellodermico.

• Primario: Epidermide, Rizoderma, Esoderma, Endoderma
• Secondario: Sughero

Tessuti parenchimatici (o fondamentali di riempimento)

È il più abbondante tra i tessuti definitivi e può svolgere diverse funzioni. Ad esempio, forma la corteccia del fusto e delle radici, il midollo nel fusto, il mesofillo fogliare, la polpa del frutto e l'endosperma del seme. Le cellule parenchimatiche sono vive a maturità, generalmente tondeggianti e ampie, presentano diversi spazi intracellulari e hanno vacuolo molto sviluppato, presentano una parete cellulare primaria, ma a volte anche uno strato di parete secondaria più o meno lignificato. Con la loro particolare predisposizione al dedifferenziamento, possono mutare in cellule appartenenti a qualunque altro tessuto compreso riprendere l'attività meristematica.

Tessuti conduttori (o vascolari)

È rappresentato da due tessuti composti, ossia ciascuno formato da diversi tipi cellulari, utili per il trasporto a lunga distanza delle soluzioni circolanti all'interno dell'organismo. Questi due tessuti, detti xilema e floema, sono dei "condotti" appaiati formanti strutture chiamate fasci cribro-vascolari, che percorrono interamente la pianta: dalle radici, dove costituiscono la stele, attraversando il fusto, dove formano il legno e la corteccia interna, fino alle foglie, nelle quali si diramano con le nervature che percorrono l'intera superficie della lamina fogliare.

• Xilema
• Floema

Tessuti meccanici

La loro funzione principale consiste nel dare alla pianta una notevole resistenza al piegamento, alla torsione e alla trazione. Caratterizzati da cellule con ispessimenti della parete e scarsi spazi tra le cellule.

• Collenchimi
• Sclerenchimi

Tessuti secretori

Hanno il compito di sintetizzare prodotti che possono rimanere all'interno delle cellule o essere secreti all'esterno.