Appunti Biologia vegetale e botanica applicata

L'esempio tipico è la tassonomia biologica, ossia i criteri con cui si classificano gli organismi in

una gerarchia di taxa annidati con cui si può per esempio risalire alla loro evoluzione

La tassonomia definisce, descrive, nomina e poi classifica gruppi di organismi biologici

basati su caratteristiche comuni

Ha 2 funzioni: distinugere (differenze) e metterle insieme (similiarità)

Organizza i suoi oggetti in taxa in qualsiasi organismo, o gruppo di organismi, classificati in

un'unità, a qualsiasi livello di definizione

→ è il processo di ordine logico delle diversità delle piante

→ è il complesso di “regole” alla base della classificazione

Classificazione è l’applicazione della tassonomia

La categorizzazione si sviluppa applicando i criteri della tassonomia

Sistema gerarchico→Aristotele propose una prima classificazione delle differenti specie

(di animali), basata su criteri oggettivi acquisiti considerando gli oggetti raggruppati in un

contenitore più largo

Classificazione meccanica→ si basa su 1 o più caratteristiche. Linnaeus identificò l’organo

riproduttivo delle piante come il carattere principale della classificazione: il suo sistema

“sessuale” si basava sul numero degli stami dei fiori

Dopo Darwin la classificazione si basa su un approccio filogenetico

La “classificazione filogenetica” si basa su diverse caratteristiche associate. è più importante

dare un’affinità in base alla parentela, rispetto a delle somiglianze morfologiche di per sé

Una balena assomiglia molto di più ad un pesce se consideriamo la forma, ma

filogeneticamente parlando è molto più simile ad un umano essendo un mammifero

Un esempio di classificazione morfologica-filogenetica è stata sviluppata da Arthur

Cronquist che divise tutte le specie delle piante con fiori in 2 grandi gruppi: monocotiledoni

e dicotiledoni Species=specie

Genus=genere

Kingdom=regno

Questo sistema gerarchico è inclusivo.

partendo dal livello più basso (specie, genere,..)

ai più alti. ci sono inoltre ranghi e suffissi per i

nomi. ad esempio i nomi delle famiglie terminano

in -aceae. le specie sono l’unità elementare; il

genere ha più specie; la famiglia ha più generi e

così via. il livello più alto è il regno (ne esistono 7),

ed è il più grande

Si necessita dare nomi scientifici alle specie

perchè devono essere chiari a tutti

→ alcune specie di piante qualche volta possono anche avere nomi comuni

Ancora oggi il nome scientifico è basato sulla nomenclatura proposta da Linnaeus.

Genere + epiteto specifico + nome dell’autore (abbreviato) →Malus domestica (Borkh.)

è importante che il genere sia sempre scritto con l’iniziale maiuscola e l’epiteto minuscola, il nome dell’autore deve essere

sempre indicato ( è la persona che per primo descrive validamente la specie e le da il nome

Il Codice internazionale della nomenclatura di alghe, funghi e piante è un accordo

internazionale di un insieme di regole e raccomandazioni

Cosa comprende il codice?

- denominazione di nuove specie

- controllo se l’epiteto specifico è già in uso o ha già un nome

- scrivere un “protologue” per la nuova specie

- pubblicare il nuovo nome

*protologo* tutto il materiale associato al nome di una specie nella sua

pubblicazione,descrizione, diagnosi, illustrazione, riferimenti, sinonimi, dati geografici,

discussione,...

"Il codice decodificato" è una versione semplificata che aiuta a navigare

-Descrizione: diagnosi e caratterizzazione di ciascun taxon

-Classificazione: organizzazione in un sistema tassonomico basato su regole tassonomiche

-Nomenclatura: attribuzione di denominazioni secondo regole di nomenclatura

Esistono più definizioni applicabili al concetto di “specie”

→ tipologico/morfologico (linnaeus)

deriva da una statica visione di esseri viventi e basata su caratteri morfologici

individui della stessa specie sono correlati gli uni agli altri da somiglianze morfologiche

→biologico

una specie è un gruppo di organismi ibridi, riproduttivamente isolati dagli altri gruppi di

organismi. la specie corrisponde ad un “pool genetico” che non scambia i geni con altri pools

(ovvero con altre specie poichè non sarebbero vitali e fertili)

→ecologico

una specie è un gruppo di organismi simili che occupano la stessa specifica nicchia

ecologica

→filogenetico

concentra l’attenzione sulla storia genealogica e geografica di quella popolazione

Una possibile definizione di specie che riassume i vari approcci è quella data da

WALLACE(1895) e riproposta da SBORDONI (2009

Un gruppo di organismi viventi, separati da tutti gli altri tali gruppi da un insieme di

caratteristiche distintive, aventi relazione con l'ambiente non identiche a quelle di qualsiasi

altro gruppo di organismi, e aventi il potere di riprodurre continuamente la sua simile

Per essere trasmissibili, i caratteri devono essere codificati nel patrimonio genetico di ogni

individuo

Genoma= la totalità del materiale genetico contenuto in un organismo biologico

Ricombinazione genica= fusione di gameti materni e paterni, incrocio

Mutazione spontanea= cambiamenti casuali nel DNA

Ibridazione= unione di gameti di specie diverse

La speciazione è un processo evolutivo con cui nuove specie sono formate da quelle

esistenti. Questo concetto è stato sviluppato da Mayr

→allopatrico: la nuova popolazione ha origine dall'isolamento geografico (e riproduttivo) a

causa della presenza di barriere come oceani, montagne, deserti,.

→peripatrico: un piccolo numero di individui va a formare una nuova popolazione in una

nuova area (colonizzazione), questo provoca l'isolamento geografico (e quindi l'isolamento

riproduttivo)

→parapatrico: la popolazione che non è completamente isolata geograficamente,

→simpatrico: non c'è isolamento geografico, ma isolamento riproduttivo

principali tipi di isolamento riproduttivo nelle piante

Ci sono molte ragioni di isolamento riproduttivo, come:

-nel tempo, masse di terra hanno cambiato la loro posizione, forma e lato

-presenza di barriere (montagne, oceani, deserto,.)

-glaciazioni

NUOVE SPECIE DAL LABORATORIO→ IBRIDIZZAZIONE, POLIPLOIDI

- Poliploidi(presenza di kit di cromosomi multipli) è un fenomeno frequente nelle

piante, può essere anche generato in laboratorio

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INFORMAZIONI GENERALI DELLA RIPRODUZIONE DELLE PIANTE

L’esistenza degli organismi viventi dipende dalla loro abilità a riprodursi creando discendenti,

ciascuno capace di generare altri individui. questo fenomeno intrinseco della vita stessa,

della riproduzione da cui dipende la conservazione della specie

Nelle piante, il processo di riproduzione può essere:

vegetativo (agamico) → propagazione

❖ sessuale (gamico → riproduzione

❖

La modalità di riproduzione più semplice è quella Agamica o vegetativa: un nuovo individuo

nasce da un frammento dell'individuo genitore, con il quale condivide l'intero insieme

cromosomico.

La propagazione agamica si basa sul processo della mitosi: gli individui che hanno origine

dalla propagazione vegetativa, sono tutti geneticamente identici l'uno all'altro e al genitore

(cloni) - a meno che non avvengano mutazioni spontanee.

Nell Organismo unicellulare, la propagazione Agamica avviene solitamente per fissazione

diretta o per germogliamento

Negli organismi multicellulare, la propagazione Agamica avviene generalmente per

frammentazione: singole cellule o gruppi, porzioni di tessuti individuali, anche già

fortemente differenziati, possono originare nuovi individui di tessuti riparatori.

Alghe e funghi possono anche implementare sporulazione, cioè una produzione di mitosi di

spore vegetative da cui un individuo rigenera

La riproduzione sessuale è tipica degli organismi eucarioti, il cui materiale genetico è

organizzato in cromosomi.è un metodo riproduttivo che permette non solo di incrementare il

numero di individui, ma anche di aumentare la loro diversità, grazie alla possibilità di

comparsa di nuovi caratteri mediante ricombinazione genica. la riproduzione sessuale è

sempre segnata da 2 eventi fondamentali:

→ meiosi

→gamia

durante la meiosi, le cellule con un insieme DIPLOIDE di cromosomi (organizzati in coppie) subisconoo un

particlare tipo di divisione in 2 fasi, da cui hanno avuto origine le cellule HAPLOID, con patrimonio genetico

parzialmente ricombinato (fenomeno di crossing-over, che provoca lo scambio di porzioni tra cromosomi

omologhi)

le 4 cellule che hanno origine dalla meiosi da una cellula diploide (2n, cellula madre delle spore) sono chiamate

MEIOSPORA o semplicemente spore, hanno un numero cromosomico aploide e grazie all'incrocio sono

geneticamente diverse tra loro

→gamia durante la meiosi, le cellule con un set di cromosomi diploide subiscono un particolare tipo

di divisione, dal quale si formano le cellule aploidi. le 4 cellule originate dalla meiosi a partire da

cellule diploidi sono chiamate MEIOSPORE o semplicemente spore; queste hanno un cromosoma

aploide e grazie al crossing-ove sono geneticamente diversi l’uno dall’altro.

tutte le piante hanno 2 fasi durante il loro ciclo di vita (o ciclo ontogenetico), formate

dall'alternanza delle due generazioni: sporofite e gametofito

- sporofita (diplopita): deriva dagli zigoti, è diploide (2n),, produce spore (n) per

meiosi

- gametofito (haplophyte): deriva dalla meiospore, è aploide (n), produce gameti

(n) per mitosi

Ci sono 3 tipi di base di ciclo ontogenetico:

ciclo aplontico: (organismi primitivi) individuo aploide, sono dominati dal gametofito non c'è fase diploide; l'unica

cellula diploide è lo zigote, che subisce la meiosi, funzionando come cellula madre della spora. i cicli aplontici

sono presenti in molte alghe, sia unicellulari che multicellulari ed in alcuni funghi

ciclo diplontico: individuo diploide, non esiste fase aploide; le spore provenienti dalla meiosi sono le uniche

cellule aploidi e funzionano direttamente come gameti. cicli diplontici sono presenti in molte alghe, sia unicellulari

e multicellulari, e alcuni funghi

NB. tutti gli animali sono diplontici

ciclo haplo-diplontico: sono presenti sia un gametofito che uno sporofita; nei diversi gruppi tassonomici, le due

fasi possono corrispondere a 2 individui autonomi indipendenti. morfologicamente simili o diversi; oppure

possono essere collegati da relazioni di dipendenza, con dominanza di una o dell'altra fase. tutte le piante

terrestri o "piante vere" (reg