Riassunto esame Botanica generale, Prof. Ciniglia Claudia, libro consigliato La Biologia delle piante di Raven, Evert, Eichhorn

CICLO VITALE DI RHIZOPUS STOLONIFER

Il ciclo di Rhizopus è aplonte, con meiosi zigotica: il micelio di Rhizopus è costituito da ifecenocitiche che producono stoloni, i quali, a loro volta, sviluppano rizoidi con i quali si ancorano al substrato, e dai quali si accresce un robusto filamento sporangioforo, al cui apice, ogni nucleo è indipendente con una propria parete intorno ad esso (ognuno di questi diventa una sporangiospora aploide, che germinando può produrre nuovi individui asexualmente). Quando due ife compatibili si incontrano, possono fondersi sviluppando gametangi separati dal resto del corpo. I nuclei si fondono, in seguito alla fusione dei gametangi (gametangiogamia), formando uno zigosporangio diploide che produce una singola zigospora multinucleata durante la germinazione: lo zigosporangio si rompe, mentre la zigospora multinucleata produce nuovi individui a partire dallo sviluppo di un'ifa, anch'essa multinucleata.utilizzando due tipi di riproduzione: la riproduzione sessuale e la riproduzione asessuata. Nella riproduzione sessuale, due ife di diverso tipo si uniscono per formare un corpo fruttifero chiamato ascocarpo. All'interno dell'ascocarpo si formano gli aschi, che contengono le ascospore. Le ascospore vengono rilasciate nell'ambiente e possono germinare per dare origine a nuovi miceli. Nella riproduzione asessuata, il micelio produce conidi, che sono spore a forma di bastoncino. I conidi vengono dispersi nell'ambiente e possono germinare per formare nuovi miceli.

asessualmente per gemmazione o frammntazione: le ife, dette conidiofore, portano conidi (spore specializzate prodotte esternamente) tramite cui possono riprodursi asessualmente. Il micelio può anche riprodursi sessualmente, mediante la formazione di un asco: due ife compatibili si fondono, grazie al passaggio di nuclei maschili dall'anteridio all'ascogonio, attraverso il tricogino sviluppato dall'ascogonio stesso. In questo momento, inizia la fase dicariotica, in quanto la plasmogamia non è immediatamente seguita da cariogamia, per cui il corpo fruttifero (ascocarpo) sarà formato da ife dicariotiche chiamate ascogene: queste, a maturità, andranno a costituire una forma a uncino, e all'apice i nuclei delle ife ascogene si fondono, dando inizio alla fase diploide. I nuclei diploidi subiscono quasi subito una meiosi seguita da mitosi, per cui nell'asco ci saranno otto nuclei aploidi che si separano, e quando l'asco scoppia,

responsabile della formazione di spore aploidi: all'interno dei basidi apicali, nelleife avviene la cariogamia seguita da una divisione meiotica del nucleo diploide, al termine dellaquale, ogni basidio inizia a rilasciare basidiospore aploidi che possono germinare EVOLUZIONE DELLE PIANTE TERRESTRI L'origine delle alghe verdi (475mln di anni fa) ha concesso lo sviluppo delle piante terrestri: i primi organismi evoluti sono le briofite (muschi, epatiche, antocerote), piante prive di sistemi uncomplesso sistema vascolare (non ci sono xilema e floema), ma sono considerate le prime piante che hanno colonizzato la superficie terrestre; successivamente (425mln di anni fa) si sono sviluppate le prime piante vascolari: le briofite, esemplari tra le prime piante terrestri, pur non avendo xilema e floema, le pteridofite presentano cellule allungate che svolgono funzioni simili: gli idroidi trasportano acqua e sali minerali e i leptoidi trasportano la linfa elaborata); piùtardi(360mln di anni fa) si sono evolute le piante a seme, tra cui gimnosperme ed angiosperme, che a differenza delle gimnosperme sono anche piante a fiore. Le piante terrestri sono organismi che hanno sviluppato una importante caratteristica comune, ovvero l'accrescimento a partire da un embrione sviluppatosi in seguito alla fecondazione tra due gameti, per cui tutte le piante terrestri sono dette anche embriofite. Inoltre, le piante terrestri hanno un accrescimento radicale ed apicale, caratteristica in comune con alcune alghe verdi come le charales. L'emersione dall'acqua da parte di alcuni organismi, è avvenuta per varie ragioni: la colonizzazione delle terre emerse consente il massimo utilizzo di energia solare a disposizione al fine di aumentare e migliorare la produttività fotosintetica. Inoltre, il perfezionamento dei meccanismi riproduttivi ha permesso la possibilità di evolversi sulla terraferma: l'acqua è un posto

perfetto per la produzione, il rilascio ed incontro dei gameti, che talvolta possono essere flagellati o rispondere a stimoli chemiotattili, mentre l'evento riproduttivo sulla Terra può essere messo a rischio da numerosi fattori ambientali, ma l'ottimizzazione delle modalità di riproduzione hanno permesso la colonizzazione della terraferma.

Le piante terrestri sono solo organismi pluricellulari, caratterizzate dalla presenza di tessuti, differenziazione delle funzioni e complessazione anatomica; da un punto di vista citologico, contengono cloroplasti organizzati in grana, con clorofilla a e b con annessi pigmenti accessori; il ciclo riproduttivo è aplodiplonte, con progressiva diminuzione del gametofito (da un punto di vista dimensionale ma anche funzionale) al fine di produrre i gameti ed assicurando la riproduzione sessuata. L'intensa energia luminosa ha consentito l'efficienza della fotosintesi, ma ha anche esposto le piante ad uno stress idrico maggiore,

per cui hanno evoluto sostanze utili a evitare il disseccamento, come le cutine, o gli stomi. Laddove presente, l'evoluzione della lignina ha consentito uno sviluppo delle piante in posizione eretta, ma anche la formazione di fasci vascolari che si possono sviluppare solo in presenza di lignina. Le prime piante terrestri come le briofite, infatti, presentano importanti sostanze che evitano il disseccamento (cutina, sporopollenina, callosio), ma non presentano fasci vascolari proprio per l'assenza della lignina. La successiva evoluzione della suberina, ha concesso la crescita arborea (crescita secondaria), ed è comparsa nelle piante a seme. I gameti si uniscono nella fecondazione. Per questo motivo non possono dotarsi di una parete spessa e impermeabile, che impedirebbe la fusione: la fecondazione deve quindi avvenire in ambiente umido e i gameti devo essere protetti. I gametangi vengono denominati nello stesso modo di quelli delle alghe: l'anteridio è il

gametangio maschile, l'archegonio è il gametangio femminile: il tipo di gamia è l'oogamia. L'anteridio presenta uno strato protettivo che circonda un tessuto spermatogeno dove vengono prodotti gameti maschili. L'archegonio ha una forma a fiasco ed è composto da cellule del canale del collo, che si lisano quando la cellula uovo è matura, producendo un liquido che riempie il canale e consente agli spermatozoidi di nuotare verso la cellula uovo. Quando la cellula uovo viene fecondata avviene la matrotrofia, ovvero la nutrizione dello zigote da parte materna. Le spore, invece, hanno la funzione di diffondere l'organismo. Si difendono dal distaccamento per mezzo di una spessa parete impermeabile, possono sfruttare il vento e disperdersi, permettendo alla specie di colonizzare territori lontani: poiché la diffusione per mezzo delle spore è avvantaggiata da una maggiore elevazione, lo sporofito subirà una forte

pressione selettiva per via dello sviluppo in altezza. Nelle piante terrestri, le spore assumono ruoli diversi: nelle piante non a seme, le spore sono isosporee che germinano sul terreno: da qui evolvono spore più piccole, le microspore, e spore più grandi, le macrospore, che generano microgametofiti, generalmente maschili, e macrogametofiti, generalmente femminili. Nelle piante a seme, la macrospora si sviluppa nello sporofito all'interno del quale forma il macrosporofito: il gametofito, quindi, non è indipendente nelle piante terrestri, ma strettamente legato anche da un punto di vista funzionale, allo sporofito: questa caratteristica è strettamente connessa con la riduzione del gametofito nel corso dell'evoluzione.

BRIOFITE

Le briofite si distinguono in muschi, epatiche ed antocerote. Sono prive di tessuti vascolari, e laddove presenti le pareti cellulari non sono lignificate; non possiedono vere e proprie radici e foglie; possiedono rizoidi solo per l'ancoraggio.

quindi non servono per il nutrimento, che avviene grazie alla superficie del suolo. Hanno due stadi nel loro ciclo biologico: un gametofito aploide, ed uno sporofito diploide a vita breve, che presenta uno sporangio, che ha la forma di una capsula circondata da un tessuto detto caliptra (originariamente appartenente al gametangio femminile, ma quando da questo si forma lo sporofito, la caliptra rimane intorno alla capsula).

Dalle spore si produce un gametofito. La riproduzione vegetativa può avvenire per frammentazione o tramite propaguli: piccole porzioni di tessuto gametofitico si distaccano per produrre nuovi gametofiti. Nelle antocerote può avvenire anche per gemmazione. L'anteridio è peduncolato ed è costituito da una sacca avvolta da uno strato di cellule sterili che formano un tessuto spermatogeno: i gameti maschili prodotti nell'anteridio sono flagellati. L'archegonio ha la forma di un fiasco caratterizzato da una base slargata chiamata

ventre e da un collo: le cellule uovo sono situate nel ventre, mentre le cellule del canale del collo producono un liquido