Biologia vegetale - briofite e pteridofite

Briofite e pteridofite

Introduzione alla vita sulla terra

La vita sulla Terra esiste da circa 4 dei 4.5 miliardi di anni. La vita sulla terra emersa è presente solo da circa 430 milioni di anni. Le foreste esistono da 300 milioni di anni, mentre le praterie di piante con fiori solo da 130 milioni di anni. La comparsa dell'Homo risale a 2 milioni di anni fa e l'Homo sapiens a circa 500.000 anni fa. L'agricoltura si sviluppa circa 10.000 anni fa.

Perché le piante invasero le terre emerse 450 milioni di anni fa?

• Assenza di competizione: Per poter adattarsi alle terre emerse.
• Scambi gassosi più efficienti: Dovettero modificare il loro corpo.
• Luce solare diretta

Confronto tra ambiente acquatico e terrestre

Nell'ambiente acquatico troviamo organismi solo pluricellulari con aggregati cellulari su 3 piani e parete composta da cellulosa. In contrasto, nell'ambiente terrestre ci sono sia organismi uni che pluricellulari con aggregati cellulari su 2 piani e parete composta da diversi polimeri. L'organizzazione del corpo è a cormo, mentre nell'ambiente acquatico è a tallo.

Le piante terrestri sfruttano la clorofilla A e B, mentre quelle acquatiche usano la clorofilla A e altre clorofille. La divisione cellulare avviene tramite fragmoplasto, mentre in acqua ci sono diversi tipi di divisione cellulare come ficoplasto. Nell'acqua, un ambiente più stabile, ci sono diversi tipi di cicli e i gameti sono liberi di muoversi. Sulle terre emerse, la fase n è più rischiosa e vulnerabile alle mutazioni.

Organizzazione della pianta terrestre

La struttura a cormo delle piante è suddivisa in radici (assorbenti), fusto (sostegno e conduzione) e foglie (fotosintesi). Questa organizzazione diventa essenziale dato che i diversi comparti ambientali hanno caratteristiche differenti. Inoltre, devono essere sintetizzate sostanze che impediscono la traspirazione, come la formazione degli stomi.

Modificazioni riproduttive

Le strutture riproduttive subiscono modificazioni come la sintesi di sporopolleina che riveste le spore per proteggerle o il meccanismo che trattiene il gamete femminile sullo sporofito. Queste modifiche non appaiono contemporaneamente ma si evolvono nelle diverse piante, a partire con le briofite.

Le briofite

Caratteristiche delle briofite

Le briofite sono piccole piante fogliose o tallose che crescono in luoghi umidi. Sono le prime cormofite terrestri, mancano di veri tessuti vascolari e organi, e sono legate ad ambienti umidi, soprattutto per la riproduzione.

L'assorbimento e il trasporto dell'acqua e dei soluti avviene per capillarità e interessa tutta la superficie della pianta. Sono le uniche piante terrestri in cui la fase vegetativa dominante è il gametofito (aploide).

Morfologia del gametofito delle briofite

Molte briofite, come le Antocerote e alcune Epatiche, hanno un gametofito talloso, appiattito e senza alcuna suddivisione di ruoli. In alcuni casi, come in Marchantia, vi è uno strato superiore predisposto alla fotosintesi e uno inferiore per l'ancoraggio.

I muschi e alcune epatiche si dicono invece fogliose e si parla di foglioline e fusticini che non sono vere foglie o fusti né strutturalmente né funzionalmente. Le foglioline sono disposte radialmente, monostratificate, espanse, spesso con nervatura mediana e raramente con cuticola sulla pagina superiore, senza stomi.

I rizoidi sono cellule ialine senza cloroplasti che svolgono funzione di ancoraggio e non di assorbimento. In molti muschi (Bryopsida) e in alcune epatiche possono essere presenti cordoni centrali di cellule con funzione conduttrice, noti come idroidi e leptoidi. Gli idroidi sono cellule prive di protoplasma a maturità, con forma allungata, e pareti sottili mai lignificate. I leptoidi sono cellule vive con nuclei degenerati e pareti trasversali con perforazioni.

Idroidi e leptoidi sono funzionalmente analoghi a xilema e floema, anche se meno efficienti e privi di funzione di sostegno, poiché mancano di ispessimenti di lignina.

Riproduzione nelle briofite

Riproduzione vegetativa

Avviene solo nel gametofito per frammentazione, produzione di propaguli, differenziazione di gemme. Le gemme sono corpi pluricellulari che possono generare un nuovo gametofito. Si sottolinea che le briofite non sono capaci di produrre zoospore mobili. Nelle briofite, le uniche cellule dotate di motilità sono gli spermatozoidi.

Riproduzione sessuale

La riproduzione sessuale implica la produzione di anteridi e archegoni.