Appunti Biologia (Primo anno - Secondo Semestre)

Apparato radicale

L'apparato radicale è un insieme di ramificazioni costituito da una radice principale e radici laterali, caratterizzate da un'ontogenesi continua (crescono per tutta la vita). Le funzioni principali a cui questi organi asseriscono sono l'assorbimento, l'ancoraggio, la conduzione (continuità dei tessuti fra radice e germoglio) e l'accumulo di materiali di riserva.

Si osservano due architetture principali:

• A fittone → presenza di una radice principale di dimensioni maggiori e poche radici secondarie (eudicotiledoni);
• Fascicolato → la radice primaria non si sviluppa, o viene abortita, e rimane un fascio di più radici (monodicotiledoni);

Le dimensioni delle radici possono variare a seconda di diversi fattori, tra cui la disponibilità idrica, la temperatura, l'umidità, fattori genetici e la composizione del suolo. Anche la presenza/assenza di alcuni elementi possono far variare di molto lo sviluppo.

gruppo di cellule iniziali, e appena sotto di esso troviamo il centro quiescente, un gruppo di cellule che interviene in caso di emergenza (ferite ecc...);

Zona di accrescimento → in questa porzione di radice, posta appena "dietro" alla cuffia, avviene la distensione cellulare;

Zona di differenziazione primaria → qui inizia la differenziazione del cambio e dello Xilema;

Zona di struttura primaria → è la zona più vecchia, qui avviene l'assorbimento di acqua e soluti dal terreno, notiamo infatti la presenza di tricoblasti (aumento della superficie assorbente);

In sezione radiale invece troviamo un altro tipo di organizzazione:

Possiamo distinguere i 3 meristemi presenti nella radice, ovvero (partendo dall'esterno) protoderma, meristema fondamentale e procambio, che rispettivamente originano rizoderma, tessuti della corteccia e tessuti vascolari del cilindro centrale;

(Partendo dal centro) Cilindro centrale, cilindro corticale

sono formati da cellule iniziali separate. La zona di transizione tra la cuffia e il cilindro centrale è chiamata zona di divisione. La zona di allungamento è responsabile della crescita in lunghezza della radice, mentre la zona di differenziazione è dove avvengono i processi di specializzazione delle cellule. La radice è anche dotata di peli radicali, che aumentano la superficie di assorbimento delle radici.

derivano da strati dipendenti di meristema apicale, mentre l'epidermide ha un'origine comune sia con la cuffia che con la corteccia. Notiamo poi come questo tipo di organizzazione varia a seconda che la pianta sia una mono o una dicotiledone, nel primo caso il numero delle arche è molto elevato, parliamo quindi di struttura a midollo, che rimane definitiva, nel secondo caso invece la struttura a stele è di tipo primario, e può evolvere ancora in struttura secondaria.

L'assorbimento dell'acqua e dei soluti può seguire due vie:

• Via apoplastica → l'acqua e i soluti si muovono nell'apoplasto (quindi esternamente alle cellule), attraversano il plasmalemma e sfruttano le acquaporine e le proteine di membrana per attraversare la Banda del Caspary. È un assorbimento selettivo. La tolleranza della pianta nei confronti di una sostanza tossica è correlata alla sua capacità di assorbirlo;
• Via simplastica →

L'acqua compie un passaggio di membrana attraverso i plasmodesmi (acqua + ioni e molecole a basso peso molecolare). Possiamo quindi definire la radice come un organo attivo e selettivo. La crescita secondaria della radice interessa soltanto le dicotiledoni e leguminose. Notiamo come durante questo processo si formino i tessuti vascolari secondari (originati dal procambio) e il periderma (il cambio del sughero), tutti a partire dal periciclo. La struttura secondaria della radice è perfettamente analoga alla struttura secondaria del fusto, notiamo infatti come la cortex e il rizoderma vengano persi e/o sostituiti dalla corteccia secondaria (periciclo). Come per le foglie notiamo alcune modificazioni delle radici, l'esempio più lampante sono le radici tuberiformi, ovvero quelle in cui vi è un forte accumulo di sostanze di riserva (patate). Un altro fenomeno di particolare interesse riguarda le radici delle leguminose: grazie alla simbiosi mutualistica fra queste

piante e i batteri del genere Rizobium siha la formazione dei tubercoli radicali, che permettono ai batteri di approvvigionarsidi carbonio organico, restituendo alla pianta azoto ammoniacale (NH₄⁺ o NH₃),derivato dall'azoto atmosferico (N₂). L'enzima che scinde l'azoto atmosferico è lanitrogenasi, un enzima che lavora in ambiente anaerobico. I batteri soggetti di questofenomeno prendono il nome di "batteroidi" (cioè modificati dalla simbiosi). Notiamoinoltre la presenza della "leg-emoglobina", una proteina che permette ai battericatturare ossigeno (O₂) anche nell'ambiente asfittico in cui si trovano.Ricordiamo poi l'associazione con le micorrizee (funghi), che entrano nelle cellulelasciando comunque intatto il citosol delle medesime (endomicorizee). Le ife deifunghi fanno sì che la pianta aumenti ulteriormente la sua superficie assorbente.L'elemento maggiormente assorbito dalla pianta in questo caso

è il fosforo, mentre alle micorrizee arriva una buona dose di carbonio organici (zuccheri, scheletri carboniosi ecc…).

Un altro caso interessante è quello delle radici avventizie, ovvero radici che si formano in zone inusuali della pianta, e.g. i bulbi di cipolla o lungo i fusti di edera, in questo caso la funzione principale è l’ancoraggio. Le piante “epifite” sono “piante che vivono su altre piante”, abituate a sviluppare questo particolare tipo di radici. Le orchidee ad esempio presentano un’ulteriore struttura a livello radicale, il “velamen”, una struttura che circonda l’endoderma proteggendo le radici aeree da forti perdite di acqua e sali minerali.

Il mais (Zea Mays) è una delle piante che sviluppa maggiormente il tipo di radici appena citate.

LA RIPRODUZIONE

Distinguiamo due diversi tipi di riproduzione:

• Riproduzione vegetetiva → tipica delle cellule totipotenti degli organismi unicellulari (alghe).

Alcuni esempi sono la gemmazione e la sporulazione; - Riproduzione sessuale → avviene per via meiotica; La prima avviene per via mitotica ed è tipica delle piante coltivate, otteniamo infatti una serie di individui geneticamente uguali. Possono esserci delle variazioni nell’espressione genica, che possono essere dovuti a variazioni puntiformi del DNA (e.g. metilazione di una base azotata) o mutazioni (che sono casuali). Tramite questo tipo di riproduzione possiamo quindi ottenere cloni, modificazioni del fusto (quali rizoma, tubero, cormo, stolone e polloni) e blubi, che possono essere ipogei (come nella cipolla, gemma portata dal fusto e protetta dalle foglie, i catafilli) o epigei. Diversamente la riproduzione sessuale prevede la meiosi, quindi un rimescolamento e un dimezzamento del corredo genetico (2n --meiosi→ n). TECNICHE DI PROPAGAZIONE VEGETATIVA TALEA → Porzioni di ramo, fusto, foglia ecc trapiantate nel terreno, molto importante è l’orientamento.

(polarità) e il mantenimento di un ambiente umido;

PROPAGGINE → Un ramo della pianta madre viene interrato, qui sarà vincolato ad un tutore fino a quando non avrà radicato. Va ricordato che viene praticato un taglio lungo una piccola porzione di ramo interrato, al fine di favorire la radicazione;

MARGOTTA → Si pratica un intaglio a livello di un ramo o del fusto, successivamente questa porzione viene isolata in un vaso o in un sacchetto contenenti un po' di terra fino a quando non sarà avvenuta la radicazione;

INNESTO → Vengono prelevati due bionti dalle piante madri e vengono messi a stretto contatto fra di loro. È importante stabilire quale sarà la parte da interrare, e che quindi radicherà, e quale sarà la parte aerea, poiché le due porzioni avranno le caratteristiche delle piante madri. Questa tecnica è la più usata nella propagazione della pianta arboree.

RIPRODUZIONE GAMICA O SESSUALE

Prevede la

Riproduzione dei gameti (cellule aploidi, 1n) tramite meiosi, questi, una volta unitisi (fecondazione), daranno origine allo zigote (diploide, 2n), il quale dividendosi originerà l'individuo.

Notiamo due tipi di processi durante la meiosi:

• Plasmogamia → unione dei citoplasmi;
• Cariogamia → unione dei nuclei;

Il gametangio è l'organo che produce i gameti. Se questi si uniscono parliamo di gametogamia, se ad unirsi sono i gametangi allora si tratta di gametangiogamia.

Isogamia → gametangi identici;

Eterogamia → gameti e/o gametangi diversi;

Oogamia → riproduzione sessuale che prevede la differenziazione tra cellule maschili e cellule femminili, queste sono immobili e di dimensioni maggiori;

Ciclo biologico → è la sequenza ordinata con cui si alternano le 2 fasi nucleari (la fase nucleare è il processo che vede il cambiamento di ploidia);

LA MEIOSI
Da una cellula madre otteniamo quattro cellule figlie.