Biologia vegetale

I GRUPPI PRINCIPALI DI ORGANISMI: BACTERIA, ARCHEA, EUKARYA

Ai tempi di Linneo venivano riconosciuti tre regni: animali, piante e minerali. Il regno Animalia includeva gli organismi che si muovevano, mangiavano e crescevano fino ad una certa dimensione. Il regno Plantae comprendeva tutti i viventi che non si muovevano o mangiavano e con crescita indefinita. Quindi funghi, alghe e batteri erano raggruppati con le piante.

Nel XX secolo il numero di regni è aumentato. Negli anni '70 si scoprì che gli esseri viventi si dividono in tre gruppi principali, o domini: Bacteria, Archea, Eukarya.

I Bacteria e gli Archea sono procarioti. Gli Eukarya includono tutti gli eucarioti. Si ipotizza che gli eucarioti includano sette gruppi, chiamati supergruppi. Il supergruppo si trova tra il dominio e il regno.

L'ORIGINE DEGLI EUCARIOTI

Le cellule eucariotiche si sono evolute dalle cellule procariotiche. Le cellule eucariotiche hanno dimensioni molto

maggiori di quelle procariotiche, il DNA è più complesso e racchiuso dalla membrana nucleare, hanno un citoscheletro interno, possiedono mitocondri e, nelle piante e nelle alghe, cloroplasti.

La teoria dell'endosimbiosi seriale fornisce un'ipotesi per l'origine di mitocondri e cloroplasti. Si ritiene che i mitocondri e i cloroplasti siano discendenti da batteri che sono stati inglobati da un'antica cellula ospite. Questa ipotesi è nota come teoria dell'endosimbiosi seriale, e gli antenati procarioti di mitocondri e cloroplasti sono chiamati endosimbionti.

Il sistema di endomembrane si è evoluto da parti della membrana plasmatica.

Si ritiene che i mitocondri e i cloroplasti si siano evoluti a partire da batteri che sono stati fagocitati.

Origine di una cellula eucariotica fotosintetica da un procariote eterotrofo:

(a) la maggior parte dei procarioti contiene una parete cellulare rigida, quindi è probabile

contiene un complesso sistema di endomembrane, iperossisomi, i mitocondri e i cloroplasti.

I PROTISTI E I REGNI EUCARIOTICI

Il regno Fungi comprende eucarioti pluricellulari che si nutrono per assorbimento. I membri del regno Fungi sono eucarioti filamentosi immobili privi di plastidi e di pigmenti fotosintetici e assorbono i nutrienti da organismi vivi o morti. La parete cellulare dei funghi contiene una matrice di chitina.

Il regno Animalia comprende eucarioti pluricellulari che si nutrono per ingestione. Gli animali sono organismi pluricellulari con cellule eucariotiche prive di parete, plastidi e pigmenti fotosintetici. La nutrizione avviene per ingestione, cioè il cibo viene assunto una bocca e la digestione avviene in una cavità interna del corpo. In alcune forme la nutrizione avviene per assorbimento. La riproduzione è prevalentemente sessuale.

I protisti sono eucarioti unicellulari o coloniali, oppure eucarioti pluricellulari semplici. I protisti includono tutti gli

L'alternanza di generazione si dice isomorfica; se vi sono notevoli differenze in grandezza e complessità, l'alternanza è detta eteromorfica.

PROCARIOTII procarioti sono gli organismi più piccoli, i più semplici e i più diffusi. In termini evolutivi sono i più antichi organismi terrestri. Sono la forma più riuscita di vita sulla Terra e quella dominante. Questo successo è dovuto alla loro capacità di metabolizzare una grande varietà di nutrienti e alla capacità di dividersi rapidamente. Sono in grado di sopravvivere in ambienti dove non è possibile nessuna altra forma di vita. Alcuni procarioti sono in grado di sopravvivere in assenza di ossigeno libero e anzi, l'ossigeno è letale per alcuni di essi.

Ci sono due distinte linee di procarioti: Bacteria e Archea.

CARATTERISTICHE DELLA CELLULA PROCARIOTICA

I procarioti sono privi di nucleo delimitato da una membrana nucleare.

Invece una singolamolecola di DNA circolare o lineare è localizzata in una regione della cellula detta nucleoide. Una cellulaprocariotica può anche contenere uno o più piccoli tratti extracromosomici di DNA, detti plasmidi, che portano importanti caratteri genetici. I procarioti sono privi di membrane che delimitano gli organelli, ma presentano dei microcompartimenti contenenti enzimi, ciascuno circondato da un rivestimento proteico. Il citoplasma ha un aspetto granulare a causa dei numerosi ribosomi. I procarioti possono contenere inclusioni, granuli di materiale di riserva. I cianobatteri contengono un esteso sistema di membrane, i tilacoidi, contenenti clorofilla e altri pigmenti fotosintetici. I procarioti non hanno citoscheletro. La membrana plasmatica serve come sito per l'attacco di vari componenti molecolari. La membrana plasmatica di una cellula procariotica è formata da un doppio strato lipidico. Contiene siti

d'attacco per le molecole di DNA. La parete cellulare della maggior parte dei procarioti contiene peptidoglicani. I protoplasti di quasitutti i procarioti sono circondati da una parete cellulare che determina le forme degli organismi. Molti procarioti hanno pareti rigide e solo alcuni non presentano la parete cellulare.

Le pareti cellulari dei procarioti sono complesse e contengono diversi tipi di molecole; contengono i peptidoglicani, dei polimeri complessi che sono i responsabili della resistenza meccanica della parete. Si tratta di una molecola caratterizzante per distinguere i Bacteria dagli Archea perché non è presente in questi ultimi.

I Bacteria possono essere divisi in due gruppi sulla base della capacità delle loro cellule di trattenere il colorante cristal violetto. I batteri con le cellule che trattengono il colorante sono detti Gram-positivi, quelli che non lo trattengono sono detti Gram-negativi. La colorazione di Gram è usata

Per classificare i batteri, la parete cellulare svolge un ruolo importante. I procarioti accumulano vari composti sotto forma di granuli. Molti procarioti contengono granuli di riserva di glicogeno, che funge da riserva di carbonio ed energia.

I procarioti possiedono flagelli caratteristici. Molti procarioti sono mobili e la loro capacità di muoversi indipendentemente è dovuta a lunghe e sottili appendici, i flagelli (foto). Ciascun flagello dei procarioti è costituito da subunità della proteina flagellina disposte in catene avvolte. Si possono trovare sull'intera cellula, a ciuffi, o su uno o entrambi i poli della cellula.

DIVERSITÀ DI FORME

Il più antico metodo di identificazione dei procarioti è basato sul loro aspetto fisico. Hanno molte forme differenti, ma la maggior parte è collocabile in una delle tre categorie:

1. bastoncelli, o bacilli, sono procarioti con forma cilindrica.
2. cocchi, sono...