Appunti Botanica 1° anno

LATTUGA DI MARE, ULVA (CICLO APLODIPLONTE)

E’ caratterizzata da

un’alternanza di un organismo

n e uno 2n. Sono tutti e due

grandi e simili tra loro, per

questo si parla di ciclo

isomorfico.

In questo organismo sia le

spore sia i gameti non hanno

strutture in cui sono prodotti i

gameti, il fatto di non averne

bisogno è legato all’ambiente

acquatico.

Nel ciclo partiamo dallo

sporofito (2n) che produce per

meiosi spore che si distaccano

e cominciano a nuotare.

Queste spore sono

predeterminare geneticamente

per cui troviamo spore

positive e spore negative.

Queste spore si dividono per mitosi e formano gametofiti che producono gameti + e - che si

incontreranno, si fonderanno e formeranno lo zigote che darà luogo, dividendosi per mitosi, poi allo

sporofito.

Questo ciclo è aplodiplonte perché non abbiamo una fase di cellula n

LAMINARIA (CICLO ALPLODIPLONTE)

Hanno un ciclo eteromorfico, ovvero la generazione del gametofito e quella dello sporofito sono

proprio diverse tra loro.

Con il ciclo aplodiplonte di questo organismo ci avviciniamo a quello delle piante terrestri. Ciò che

chiamiamo laminaria

sono le cellule 2n,

ovvero le sporofite.

Il corredo cromosomico

aploide è limitante per

raggiungere un aspetto

macroscopico grosso; il

corredo diploide

consente invece di

espandersi notevolmente

in dimensioni e di

arricchirsi nei tessuti.

Possiamo partire dallo zigote, prima cellula dello sporofito, che si divide molte volte per mitosi che

si struttura nel tallo che conosciamo nelle laminarie. Quando il tallo è diventato grande, lungo la

lamina, cominciano a formarsi delle strutture particolari, chiamate sporangi, ovvero contenitori

dentro cui si formano delle spore. Dentro allo sporangio avviene la meiosi, lo sporofito produce

spore che sono già aploidi. Siccome ci troviamo nell’acqua il mezzo di trasporto sono i flagelli, per

questo le spore sono flagellate e vengono chiamate zoospore. Queste spore sono di due tipologie:

possono dare origine a un gametofito maschile o a uno femminile → quello femminile produce alla

sua sommità delle uova (oogoni) che sono i gameti femminili. Le spore maschili danno origine per

mitosi a gameti maschili flagellati, chiamati spermatozoiti; essi nuotano verso i gameti femminili.

Dalla fecondazione, dal punto in cui c’era l’oogonio si forma lo zigote.

PIANTE TERRESTRI

Delle piante terrestri fanno parte le Briofite, le Pteridofite e le Spermatofite; in tutte le piante

terrestri abbiamo una generazione di piante aploidi e una diploide, quella aploide produce gameti

(gametofito) per mitosi, quella diploide produce spore (sporofito) per meiosi ed è per questo che le

chiamiamo meiospore.

Sia i gameti che le spore sono aploidi per definizione. Il ciclo è caratterizzato dal fatto che il gamete

maschile nuota verso quello femminile e forma lo zigote, prima cellula dello sporofito; ma lo zigote

nelle piante terrestri si divide per mitosi che forma un primo assemblaggio di cellule diploidi che

viene chiamato embrione. Tutte le piante terrestri sono dotate di embrione, per questo le chiamiamo

embriofite.

Dal punto di vista dell’evoluzione, all’inizio, l’alternanza delle generazioni, produceva gametofiti e

sporofiti isomorfi ovvero identici tra di loro, oggi non abbiamo più tracce viventi di queste

generazioni. Abbiamo dunque che le generazioni sono eteromorfiche, briofite, spermatofite e

pteridofite sono diverse tra loro.

•Briofite → muschi in senso lato. Inizio

della conquista della terra. Le briofite sono

embriofite a ciclo aplodiplonte con

prevalenza del gametofito. Questa linea

evolutiva non è stata quella più favorita, ci

sono forti limiti nel gametofito •Pteridofite → felici. Con le pteridofite inizia la

prevalenza dello sporofito, ma il gametofito è

ancora visibile a occhio nudo, si è ridotto di

dimensioni (¾ cm), si trova alla base dello

sporofito e si sviluppa solo se c’è molta umidità.

Quindi nelle pteridofite abbiamo la prevalenza

dello sporofito, ma il gametofito è ancora visibile

macroscopicamente.

•Spermatofite → più evolute, sono le piante a

seme (sporofito). Il gametofito si è ridotto al

punto da essere microscopico. Il gametofito

maschile è il granulo di polline, costituito da

molti nuclei, non è una sola singola cellula.

Bisognerebbe aumentare la dipendenza trofica

tra le gametofite e le sporofite: se una

generazione nutrisse meglio quella successiva si

avrebbe maggior continuità.

Gli sporofiti non sono in grado di avere vita

autonoma senza gametofito.

Nel corso dell’evoluzione le trasformazioni andranno nella direzione di mantenere il gametofito il

più possibile sullo sporofito, questo perché man mao che il gametofito si riduce può rimanere sullo

sporofito che l’ha prodotto per avere vita più lunga e per ridurre l’indipendenza dall’acqua.

CICLO APLODIPLONTE

Lo zigote si sviluppa nel gametangio sul gametofito, ciò permette di aumentare gli scambi

nutrizionali tra zigote e gametofito → trofia tra pianta madre ed embrione.

Per vivere nell’aria ci sono molti accorgimenti morfo-anatomici che le piante devono adottare, uno

di questi consiste nel mettere a punto delle cuticole che servono per proteggere dalla disidratazione.

La cuticola crea un muro con l’aria, quindi nasce la necessità di stomi o pori per regolare gli scambi

gassosi con l’esterno.

L’acqua deve essere convogliata in tutto l’organismo, questa necessità deriva dal fatto che il tallo

iniziale si è organizzato in un cormo che si è differenziato in organi.

Radici, fusto e organi sono dello sporofito, non ci sono nel gametofito.

Dove ci sono i gameti la struttura è organizzata in unità morfo funzionali e ci sono sempre cellule

sterili a proteggere i gametangi. Anche le spore sono dotate di una struttura morfo funzionale in cui

avviene la loro produzione, chiamata sporangio, in cui si formano le meiospore.

✗Come abbiamo fatto a passare da un ciclo aplonte a uno aplodiplonte?

Esistono due teorie:

•Teoria di Fritsch della trasformazione → le generazioni all’inizio erano isomorfiche, in seguito

la complessità degli sporofiti è aumentata diventando prevalenti.

•Teoria dell’interpolazione di Bower → l’idea è che possa essere avvenuto un errore nel ciclo

delle prime alghe: nel momento in cui si sia formato lo zigote sia stato inibita la divisione

immediata per meiosi e che quindi sia stata bloccata la meiosi che avrebbe riportato subito il ciclo

ad apolnte. Questo organismo ha iniziato a dividersi e a formare quindi un embrione.

Questo ciclo aplodiplonte si è instaurato nelle piante perché esse non sono mobili, mentre gli

animali, cioè coloro che si muovono, hanno ciclo diplonte.

Le piante si sono svincolate dall’acqua grazie al ciclo aplodiplonte. Lezione 7/04/2017 all’aperto

Embriofite non vascolari → siamo sulle piante che sviluppano un embrione a partire dallo zigote,

ma abbiamo la prevalenza del gametofito nell’alternanza tra generazioni, ovvero non arriviamo mai

a dei tessuti, per cui non possiamo avere i tessuti conduttori, è per questo che le chiamiamo non

vascolari.

Le briofite sono state le prime piante terrestri e a testimonianza di ciò abbiamo dei fossili che hanno

l’aspetto di un piccolo muschio → fossile ricoperto da cuticola.

Arrivato sulla terraferma l’organismo deve metter a punto la cuticola per evitare la disidratazione.

In secondo luogo ci sono delle spore che non sono più liberate nell’acqua, ma nell’aria, hanno

comune la sporo colemina (primo accorgimento che le piante hanno adottato per muoversi

attraverso il vento).

Inoltre abbiamo gli -angi, contenitori con cellule sterili per proteggere gli eventi che avvengono

all’interno. Se sono prodotti dentro alle spore vengono chiamate sporangi prodotte dallo sporofito,

se sono prodotte dentro i gameti si chiamano gametangi e sono prodotte dal gametofito.

BRIOFITE

Sotto il termine di briofite indichiamo tre gruppi in cui troviamo solo gametofiti:

•hepaticae

•anthocerotae

•musci

In generale prevale il gametofito quindi non possiamo usare i termini come foglia, ramo e radice per

descrivere un muschio perché sono organi e presuppongono la presenza di sporofito.

In questo caso abbiamo raggruppamenti di cellule che simulano e basta lo sporofito, quindi

parliamo non di foglie ma di foglioline, non di radici ma di rizoidi, non di fusto ma fusticino.

I rizoidi hanno solo la funzione di ancoraggio e non di assorbimento, hanno cellule allungate

chiamate cellule ialine, ovvero trasparenti perché non hanno cloroplasti.

Le foglioline sono appendici allargate e sono sempre sessili, ovvero non hanno un picciolo, hanno

solo uno strato di cellule e sono trasparenti, hanno le dimensioni di un triangolo.

Presentano una linea scura (pseudo nervatura) lungo le quali può correre dell’acqua, però non c’è

un collegamento continuo con l’apparato radicale, ma piuttosto una serie di tubazioni che fanno

correre l’acqua lungo tutto l’organismo.

Le briofite e i muschi soprattutto sono organismi feciloidri, ovvero sono in grado di assorbire

l’acqua dall’ambiente: assorbono l’acqua direttamente dalle foglie.

Le goccioline di acqua rimangono incastrate in piccoli avvallamenti della foglia. In queste foglie

abbiamo stomi, ma sono stomi da gametofito: una cellula ha un poro centrale senza le due cellule di

guardia. Questi stomi assomigliano di più a pori per gli scambi.

Il gametangio femminile prende il nome di archegonio, quello maschile anteride.

Gli archegoni sono protetti da cellule sterili intorno alle quali ci sono ulteriori foglioline deputate ad

una maggiore protezione.

I gameti sono numerosi e flagellati quando sono prodotti negli anteridi; sono invece poco numerosi,

spesso due, quando sono prodotti negli archegoni, anche se sono più grandi di quelli maschili e

immobili. La fecondazione avviene in un solo gamete femminile.

Questo processo è la gametogamia oogama.

A questo punto si sviluppa uno zigote che va incontro a diverse mitosi formando un embrione

diploide, questa fase avviene dentro all’archegonio.

Dal gametofito, in seguito, spuntano gli embrioni che crescono e continuando a dividersi dando

origine a uno sporofito che fuoriesce dal gametofito quando siamo in presenza di umidità.

Per questa dipendenza trofica lo sporofito non vive in un altro posto rispetto al gametofito, vive

nello stesso posto: parassitismo positivo.

Il punto da cui parte lo sporofito è l’archegonio, sporge da ques