Botanica - Appunti

Il cormo

Organi vegetativi

Gli organi vegetativi costituiscono il corpo dell'individuo: radici, fusto e foglie.

Organi riproduttivi

Gli organi riproduttivi sono deputati a perpetuare la specie: fiori, semi e frutti.

Organo assile e laminare

• Organo assile: si estendono in lunghezza ed hanno accrescimento indefinito.
• Organo laminare: accrescimento definito.

Tipi di organi vegetativi

Radice

La radice è un organo assile, abbondantemente ramificato (più del fusto). Origina dall'abbozzo, detto radichetta, già presente nell'embrione. Ha funzione di ancoraggio (della pianta dal substrato), assorbimento (di acqua e sali minerali) e di riserva. Lo sviluppo della radice avviene in seguito alla germinazione; la radichetta embrionale si allunga per attività del meristema apicale e diventa la radice principale della pianta. Si svilupperanno in seguito le radici laterali che a loro volta formeranno radici laterali di 2^o ordine e così via, costituendo l'apparato radicale della pianta. La morfologia assunta dagli apparati radicali varia in base al gruppo tassonomico e dalle condizioni ambientali.

Apparato radicale allorizico

Quando la radice principale persiste per tutta la vita della pianta, può avere:

• Radice a fittone: quando la radice principale è di dimensioni assai superiori a quelle delle radici laterali.
• Radice fascicolata: quando la radice principale ha dimensioni simili alle radici laterali.

Apparato omorizico

L'apparato omorizico ha sempre aspetto fascicolato, quando la radice principale degenera dopo breve tempo. La funzione assorbente viene svolta da:

• Radici avventizie: che si formano dai nodi basali del fusto (es. pianta del mais).

Fusto

Il fusto, detto anche caule, è un organo assile che si articola in nodi e internodi, si accresce in lunghezza per attività della gemma apicale, in spessore, e si ramifica per attività delle gemme ascellari. Ha funzione di sostegno (degli organi fotosintetizzanti e riproduttori) e collegamento (conduzione tra le radici e le foglie). Funzioni accessorie: fotosintesi (porzioni giovani, fusti modificati) e riserva. Con la sezione longitudinale si riconoscono le diverse zone:

• Cono vegetativo: le cellule più esterne si dividono perpendicolarmente alla superficie e danno origine alla tunica (formata da due strati di cellule ordinate L1 e L2 che danno origine alle bozze fogliari). Le cellule più interne danno origine al corpus (un ammasso di cellule più profondo L3).
• Zona di determinazione e differenziamento: all'ascella delle bozze fogliari si formano i primordi dei rami, zone di cellule indifferenziate che daranno origine alle gemme ascellari.
• Zona di struttura 1: tessuti definitivi: epidermide, corteccia primaria, libro primario, cambio, legno primario e midollo.
• Zona di struttura 2: accrescimento in spessore: epidermide, sughero, fellogeno, corteccia primaria, libro primario, libro secondario, raggi midollari, legno primario e infine midollo.

Gemme

La gemma è formata dall'insieme di cono vegetativo, bozze fogliari e primordi dei rami. È il punto di accrescimento in lunghezza del fusto. Prende il nome di gemma caulinare o apicale; allontanandosi dall'apice, i primordi dei rami daranno origine alle gemme ascellari (identiche alla g. caulinare).

Gemme perennanti

Le piante (che vivono per più di un anno e in climi con alternanza di stagioni fredde e calde) devono proteggere le gemme dal freddo, dall'aridità e dal vento; per questo motivo al termine della stagione vegetativa formano le gemme perennanti. Le cellule dei meristemi cessano di dividersi ed entrano in quiescenza; mentre le foglie più esterne si trasformano in perule. Molte gemme presenti nel fusto rimangono quiescenti anche durante la stagione vegetativa; spesso, infatti, la gemma apicale produce ormoni che inibiscono l'attività delle gemme ascellari (dominanza apicale). La disposizione delle gemme attive e quiescenti determina il tipo di ramificazione di un albero:

• Monopodiale: la gemma apicale rimane sempre attiva (gimnosperme).
• Simpodiale: dura una sola stagione, poi è sostituita da quella sottostante (angiosperme).

Morfologia del fusto

La struttura assile è in grado di assumere forme infinitamente variabili; sono determinate dal grado di distensione degli internodi e dal grado di accrescimento in spessore; a loro volta determinati dal genotipo e dall'ambiente (plasticità fenotipica).

Portamento

Orientamento rispetto al suolo: eretto, ascendente, prostrato, strisciante, volubile e rampicante.

Habitus

Aspetto complessivo della pianta. È determinato dal tipo di ramificazione insieme al grado di lignificazione. Tipi principali:

• Erbaceo: accrescimento secondario ridotto o assente e mancano tessuti lignificati.
• Suffruticoso (cespugli): accrescimento secondario ridotto e lignificazione presente solo nella porzione basale.
• Arbustivo: abbondante accrescimento secondario e completa lignificazione.
• Arboreo: abbondante accrescimento secondario e completa lignificazione. È presente un tronco e solo la parte alta è ramificata.

Metamorfosi del fusto

Alcune specie presentano metamorfosi del fusto con funzione di: riserva, riproduzione vegetativa (asessuale) e fotosintesi (piante succulente). Metamorfosi del fusto:

• Tuberi (patate): fusti sotterranei molto ingrossati. Presentano numerose gemme da cui possono sviluppare contemporaneamente più individui (funzione di riproduzione).
• Bulbi (cipolla): funzione di riserva e di riproduzione.
• Bulbo-tuberi (gladioli): funzione di riserva e di riproduzione.
• Rizomi (canna): funzione di riserva e di riproduzione. Fusti ingrossati sotterranei a decorso parallelo alla superficie del terreno. Si sviluppano gemme caulinari verso l'alto e radici avventizie verso il basso.
• Stoloni (fragola): solo funzione di riproduzione. Fusti molto allungati striscianti sulla superficie del terreno o sotterranei.

Foglie

Le foglie sono organi del cormo a struttura laminare, insieme al fusto, fanno parte del germoglio. Si origina dalle bozze fogliari (origine esogena) e ha accrescimento quasi sempre definito. Si compone di 3 parti: lamina, nervature e picciolo. Nella lamina si riconoscono diverse parti: apice, base e margine. Essa è attraversata dalle nervature formate dai tessuti conduttori. Le foglie “tipo” sono dette nomofilli (foglie normali). Funzioni principali della foglia: fotosintesi e traspirazione (emissione di vapore acqueo). La forma espansa e sottile della lamina facilita l'intercettazione dei raggi solari e gli scambi gassosi. La forma della lamina è estremamente varia, ed è importante per il riconoscimento delle specie. Altre funzioni sono svolte da foglie più o meno modificate, diverse dai nomofilli:

• Riserva (foglie succulente).
• Difesa (spine, perule).
• Sostegno (leguminose rampicanti).
• Vessillare (petali).
• Riproduttiva (sporofilli).

Picciolo

Il picciolo connette la foglia al fusto ed è attraversato da fasci conduttori. Serve anche ad orientare la foglia rispetto alla luce. In base alle caratteristiche del picciolo le foglie si dicono: picciolate, sessili (quando è assente) e guainate (quando avvolge un tratto del fusto).

Fillotassi

La fillotassi descrive la disposizione delle foglie lungo il fusto; è caratteristica di ogni specie e ha lo scopo di esporre tutte le foglie alla luce. Le foglie si inseriscono a livello dei nodi in modo:

• Alterno (1 per nodo).
• Opposto (2 per nodo).
• Verticillato (3 o più per nodo).

Le foglie di nodi adiacenti hanno disposizione:

• Distica (sono sullo stesso piano ruotate di 180°).
• Decussata (comune nelle foglie opposte, ruotate di 90° l'una rispetto all'altra).
• Elicoidale (o spiralata, quando si inseriscono come i gradini di una scala a chiocciola), permette la migliore esposizione alla luce.

Nervature

Le nervature sono il prolungamento del fascio conduttore del fusto. Vi è una classificazione in base al decorso della lamina:

• Retinervie: nervature centrali più grosse da cui partono nervi laterali ramificati e confluenti tra loro.
• Parallelinervie: nervature a decorso parallelo che non si incontreranno mai.

Forma della foglia

Determinata dalle caratteristiche di: apice, lamina, base e margine. Il margine fogliare è classificato in base al tipo e grado dell'incisione: intero, seghettato, dentato, crenato, sinuoso, lobato e pennatifido.

Foglie composte

Le incisioni nel margine possono essere più o meno profonde, quando raggiungono le nervature principali, la foglia si dice composta. Le singole parti in cui la lamina risulta suddivisa si dicono foglioline. A differenza delle foglie intere, le foglioline sono: disposte su un solo piano e prive di gemme ascellari ed apicali. Inoltre, il picciolo presenta alla base appendici o è slargato.

Organi riproduttivi

Come detto in precedenza gli organi del cormo si dividono in: organi vegetativi ed organi riproduttivi. Finora si è parlato di quelli vegetativi. Gli organi riproduttivi sono presenti solo temporaneamente nel ciclo vitale di una pianta, compaiono in successione alla pianta. Gli organi riproduttivi sono:

• Fiori e semi nelle Gimnosperme;
• Fiori, frutti e semi nelle Angiosperme;
• Gametangi e sporotangi nelle Pteridofite e nei gruppi di piante più primitive.

Fiori

Composto da:

• Parte sterile, suddivisa in calice formato da sepali, corolla formata da petali.
• Parte fertile, suddivisa in androceo e gineceo (è formato da 1 o più foglie modificate, i carpelli).

Androceo

L'androceo è formato da un certo numero di stami, ciascuno costituito da:

• Filamento: porzione allungata.
• Antera: porzione slargata composta da 2 teche, ciascuna delle quali formata da 2 sacche polliniche. Ogni sacca è un microsporangio, strutturato con un rivestimento esterno, un tappeto e dall'archesporio, formato dalle cellule madri del polline. L'archesporio formerà il polline al cui interno si trovano i gameti maschili.

Gineceo

Il gineceo è formato da 1 o più pistilli, ciascuno costituito da:

• Ovario: porzione slargata basale, contenente 1 o più ovuli.
• Stilo: porzione allungata.
• Stigma: porzione terminale.

Ogni ovulo è formato da una massa rotondeggiante di tessuto parenchimatico, la nocella. La nocella rappresenta il macrosporangio, al suo interno si formerà il gamete femminile. Dopo la fecondazione le parti sterili del fiore (calice e corolla) in genere cadono. L'androceo (stami) degenera, il gineceo si trasforma: l'ovulo diventa seme e l'ovario si trasforma in frutto.

Granulo pollinico

Il granulo pollinico, a maturità, è composto da 1 cellula vegetativa e 2 nuclei spermatici (gameti maschili). Al momento della dispersione il nucleo generativo può essersi già diviso o meno. La funzione del granulo pollinico è quella di portare i gameti maschili in prossimità di quelli femminili (impollinazione). Ha dimensioni molto ridotte, una forma sferoidale o ellittica. Le sporopolline lo rendono resistente agli agenti atmosferici. Possiede adattamenti al volo (ali), ornamenti (punte) e rivestimenti adesivi.

Dispersione del polline

Il polline maturo (bi- o trinucleato) viene liberato con la deiscenza delle logge. Avviene quando l'aria è asciutta. I vettori di dispersione sono: il vento (che comporta però gravi perdite) e gli insetti (co-evoluzione).

Seme

Il seme è il prodotto finale della riproduzione sessuale. Si trova esclusivamente nelle Spermatofite (Gimnosperme e Angiosperme). Ha origine dall'ovulo dopo la fecondazione. Ha la funzione di contenere l'embrione (nuovo individuo genetico), insieme con il frutto, diffondere la specie (è un organo mobile) e conservare la specie (è un organo quiescente). Il seme può avere dimensioni, forma e colore molto varie in base al vettore di dispersione utilizzato. Il seme si compone di 3 parti: tegumenti (derivati dal tegumento dell'ovulo), embrione (derivato dallo zigote) e sostanze di riserva.

Tegumenti

La funzione dei tegumenti è di rivestire ed isolare il seme dall'ambiente esterno; resistente a danni meccanici, impermeabile e contiene composti chimici inibitori della germinazione.

Embrione maturo

L'embrione maturo è formato da una parte allungata, detta asse embrionale, che termina con: l'abbozzo della radichetta da un lato e l'apice caulinare dall'altro. Lungo l'asse embrionale, in posizione più o meno mediana, si inseriscono i cotiledoni, o foglie embrionali. Il punto di inserzione divide l'asse embrionale in epicotile ed ipocotile. Ipocotile, parte assile dell'embrione e della piantina germinata, posta al di sotto dei cotiledoni fino al colletto della radice; è lungo (fagiolo) o molto breve (fava), talora ingrossato a tubero (ravanello). Epicotile, primo internodo del fusto, compreso tra i cotiledoni e la prima foglia o il primo verticillo di foglie: è la diretta continuazione dell'ipocotile.

Cotiledoni

I cotiledoni sono foglie embrionali carnose, con funzione di nutrimento dell'embrione. Il numero dei cotiledoni embrionali è caratteristico dei grandi gruppi sistematici:

• 1 nelle Monocotiledoni;
• 2 nelle Dicotiledoni;
• Numerosi, fino a 15, nelle Gimnosperme.

Sostanze di riserva

Le sostanze di riserva si formano parallelamente allo sviluppo dell'embrione. Hanno la funzione di nutrire l'embrione nelle prime fasi di vita dopo la germinazione; in queste fasi l'embrione non è ancora in grado di sintetizzare e si nutre in modo eterotrofo. Si localizzano nell'endosperma e nei cotiledoni. Tipi di riserve: carboidrati, lipidi e proteine. I semi sono la parte della pianta con la maggior concentrazione di nutrienti ed energia; per questo costituiscono anche per gli animali e per l'uomo il nutrimento vegetale più ricco.

Seme maturo

Il processo di maturazione del seme termina con la perdita di acqua (disidratazione) che impone lo stato di quiescenza; può sopravvivere in questo stato per molti anni.

Germinazione

La germinazione è il processo che interrompe lo stato di quiescenza del seme. L'individuazione del momento più adatto per la germinazione è di importanza cruciale per la sopravvivenza della progenie e quindi dell'intera specie. La germinazione di ciascuna specie è regolata da fattori esterni ed interni in relazione all'ambiente in cui si è adattata.

• Fattori esterni: disponibilità di acqua, presenza di ossigeno, temperatura adeguata e fotoperiodo adeguato.
• Fattori interni: impediscono la germinazione del seme anche in presenza di fattori esterni favorevoli (dormienza). La dormienza può essere rimossa: dal tempo (maturazione fisiologica dell'embrione), per dilavamento (adattamento a forte aridità) e per degradazione alle basse temperature (stratificazione).

Tappe della germinazione

1. Assorbimento di acqua (imbibizione). Processo che provoca: la riattivazione del metabolismo e il rigonfiamento dell'embrione e delle riserve.
2. Rottura dei tegumenti.
3. Emissione della radichetta.
4. Demolizione delle riserve.
5. Accrescimento dell'embrione.
6. Comparsa della piantina fuori dal terreno. Quando la piantina inizia a fotosintetizzare il processo è completo.

In base alla porzione di asse embrionale che si distende, la germinazione è detta:

• Epigea: quando si distende l'ipocotile, i cotiledoni escono dal terreno e diventano verdi.
• Ipogea: quando si distende l'epicotile, i cotiledoni rimangono nel terreno avvolti dai tegumenti del seme.

Riepilogo sviluppo del cormo

1. Abbozzo di embrione
2. Embrione maturo
3. Cormo ad uno stadio di crescita precoce (cotiledoni ancora presenti)
4. Sezione trasversale del fusto in struttura primaria
5. Sezione trasversale di radice in struttura primaria

Differenze tra monocotiledoni e dicotiledoni

Frutto

La definizione di frutto non coincide tra linguaggio comune e terminologia botanica. Nel linguaggio comune il frutto è una parte della pianta edule e di sapore dolce. In botanica si definisce frutto la trasformazione dell'ovario dopo la fecondazione. Di conseguenza, è un organo esclusivo delle angiosperme. Parallelamente alla trasformazione degli ovuli in semi, l'ovario si trasforma in frutto. In realtà, la divisione delle cellule della parete dell'ovario è indotta ancora prima della fecondazione, probabilmente da ormoni prodotti dal tubetto pollinico. L'ovario si inspessisce e il tessuto che ne origina è detto pericarpo. Nel pericarpo si riconoscono 3 strati che hanno consistenza differente nella maggior parte dei frutti. Dall'esterno:

1. Esocarpo: sottile, con funzione di rivestimento, buccia.
2. Mesocarpo: spesso, con funzione di nutrimento, polpa.
3. Endocarpo: consistenza e funzione diversa in base alla specie.

Tipi di frutto

I caratteri più comunemente presi in considerazione per la classificazione dei frutti sono: la consistenza del mesocarpo, il numero di semi contenuti, se a maturazione si apre o meno (deiscente o indeiscente), se il fiore di origine aveva carpelli fusi o no in un unico pistillo ed il numero di carpelli da cui era formato il pistillo di origine. Quando sono più di uno, i carpelli possono essere:

• Liberi tra loro e formare tanti pistilli separati dentro un unico fiore (gineceo apocarpico).
• Variamente concresciuti (gineceo sincarpico).