Diversità Vegetale - 2015

PROGENITORE COMUNE ESTINTO.

-Per rappresentare questa situazione si usano i dendrogrammi, dove i nodi rappresentano i progenitori

comuni estinti e più o meno remoti (di cui non si sa nulla), da cui, tramite processi di divergenza, si è arrivati

alle alghe e alle piante. Tuttavia, dato che nelle alghe brune ci sono stati meno cambiamenti (cioè meno

nuovi caratteri) rispetto alle piante, probabilmente esse sono più simili al progenitore comune (ma ciò non

significa che le piante derivino dalle alghe, così come è sbagliato dire che l’uomo deriva dalla scimmia,

perché anche in questo caso essi derivano da un progenitore comune estinto poiché hanno omologie).

pattern evolutivi

-Per dedurre questi “ ” ci si basa sullo studio degli organismi attuali. Tuttavia, nel corso del

tempo, mentre l’evoluzione delle Alghe rosse fu conservativa, per le piante e le alghe verdi lo fu meno

perché comparvero altri caratteri, che apportarono differenze biochimiche e strutturali. Nelle alghe verdi e

nelle piante i caratteri comuni sono:

 cellulosa nella parete

 clorofilla a e b

 amido come struttura di riserva

 plastidi derivanti da processi di endosimbiosi (il progenitore inglobò un cianobatterio)

-Tuttavia, confrontando i vari organismi vegetali, si può ottenere un nuovo dendrogramma, in cui si vede

che tutte le piante condividono un buon numero di caratteri, derivati da un progenitore comune, che è

rappresentato dal nodo basale, la cui esistenza si deduce dallo studio degli attuali viventi.

-Tuttavia le piante si distinguono dalle alghe per la presenza di

uno stadio del loro ciclo vitale detto EMBRIONE: lo zigote è

contenuto in una struttura protettiva, che lo difende dall’aridità

terrestre, e il suo accrescimento porta alla formazione

dell’embrione. Tutte le piante si sviluppano da embrioni

pluricellulari contenuti nel gametangio e per questo sono

anche dette Embriofite.

-In base al numero di nuovi caratteri acquisiti con l’evoluzione,

si possono distinguere due gruppi:

1. GRUPPI BASALI sono i gruppi coi nodi più vicini al

nodo basale, cioè quelli che, nonostante l’evoluzione,

non presentano molti nuovi caratteri rispetto al

progenitore comune (es: muschi)

2. GRUPPI TERMINALI sono i gruppi coi nodi più

lontani dal nodo basale, cioè quelli che hanno acquisito

un maggior numero di caratteri rispetto al progenitore

Muschi

-Sono embriofite basali, anche dette piante non vascolari, che comprendono circa 16.000 specie.

-Nei muschi, come in tutte le piante, il ciclo metagenetico è aplodiplonte, tuttavia le 2 generazioni non sono

autonome, perché almeno in una fase il gametofito e lo sporofito sono uniti da LEGAMI TROFICI: lo sporofito

diploide è unito al gametofito basale aploide, che lo nutre, cioè le sostanze elaborate dal gametofito con la

fotosintesi (zuccheri) passano allo sporofito (al contrario, nell’alga verde le 2 generazioni sono sempre

separate).

-Il gametofito n è la generazione prevalente perché rappresenta la fase indipendente, in quanto è

autotrofo perché è in grado di effettuare fotosintesi.

Struttura del gametofito

-Esso è anche detto sporofito cormoide perché la sua struttura ricorda quella

delle piante vascolari:

 RIZOIDI propaggini che si espandono sottoterra e ancorano la pianta,

formati da file di cellule aploidi (le radici hanno struttura più complessa e

hanno cellule diploidi)

 CAULOIDE ricorda il fusto, ma anche qui le cellule sono aploidi e la

struttura è più semplice

 FILLOIDI ricordano le foglie, sono verdi e quindi fanno fotosintesi; la lamina è formata da 1 sola fila

di cellule, con un piccolo ispessimento in corrispondenza dell’attaccatura al cauloide

Struttura dello sporofito

-Esso presenta una CAPSULA all’estremità apicale, legata dalla SETA al

PIEDE, che collega lo sporofito al gametofito.

-I muschi sono caratterizzati dall’assenza di tessuti di conduzione e di

sostegno, quindi la linfa si muove per capillarità/diffusione.

-Poiché mancano di questi tessuti, l’acqua può essere assunta da qualunque

parte della plantula, ma ciò fa sì che i muschi prediligano i MICROAMBIENTI

PERENNEMENTI UMIDI (es: sottobosco, vicino a corsi d’acqua, foreste

piovose), in quanto hanno una scarsa protezione dal disseccamento e sono

molto sensibili alle variazioni di umidità.

-In realtà essi possono resistere alla disidratazione, poiché possono perdere fino al 70% dell’acqua, e

affrontano le temperature estreme e le radiazioni UV con uno stato di vita latente, poi alla prima poggia si

riprendono. Ciò fa sì che siano diffusi anche nei territori aridi, nei deserti e negli ambienti fortemente

antropizzati, quindi sono diffusi in ogni ambiente.

Ciclo metagenetico

-Il ciclo metagenetico dei muschi, come quello delle piante, è

aplodiplonte, con mitosi che determinano lo sviluppo sia del

gametofito che dello sporofito.

-I gametofiti, in posizione apicale, sviluppano GAMETANGI,

al cui interno si formano i gameti deputati alla riproduzione

sessuale, che sono detti:

 Anteridi gametangi maschili, pieni di gameti

 Archeogoni gametangi femminili, contengono 1 uovo

-I gametangi sono strutture pluricellulari, che assicurano protezione ai gameti perché sono impermeabili;

questo è un esempio di adattamento delle piante alla vita terrestre.

-A un certo punto, dagli anteridi fuoriescono i gameti (anterozoidi), che sono cellule flagellate quindi per

muoversi devono disporre di un ambiente acquatico (che possono anche essere le gocce d’umidità);

essi vanno verso gli archeogoni, cioè verso l’ovocellula.

-L’unione dei 2 gameti dà la GAMIA, che produce uno zigote diploide, che rappresenta la prima fase del

ciclo diploide e che è contenuto nell’archeogono (poiché il gamete femminile non si muove).

-Lo zigote per accrescersi fa varie mitosi, che formano uno SPOROFITO 2n, che rimane ancora

all’interno dell’archeogono e che rappresenta l’embrione caratteristico delle piante. Lo sporofito continua ad

accrescersi tramite mitosi fino a diventare adulto e a fuoriuscire dall’ archeogono.

-La capsula dello sporofito è lo SPORANGIO, dove le cellule 2n vanno incontro a meiosi, che porta alla

formazione di 4 meiospore per ogni cellule 2n. Quindi all’interno della capsula si formano molte spore, che a

maturità fuoriescono e possono sopravvivere a lungo.

-Se le spore trovano un substrato adatto, la loro parete protettiva impermeabile si rompe e la cellula

germina, andando incontro a molte mitosi e formando così un filamento aploide, sui cui crescono varie

GEMME, da cui poi per mitosi si formano i gametofiti n.

Periodo Siluriano (444 milioni di anni fa)

-Segue il Cambriano e durante questo periodo compaiono altri pesci detti PLACODERMI, che sono dotati di

mandibola.

-Le prime PIANTE VASCOLARI comparvero 420 milioni di anni fa (questo è un dato certo perché

lasciarono testimonianze fossili), ma è probabile che fosse già avvenuto l’affrancamento dall’acqua da parte

di alcune piante non vascolari, i cui microfossili risalgono a 425 milioni di anni fa e sono simili ai muschi.

-In questo periodo comparvero anche i primi ANIMALI TERRESTRI, che sono riconducibili agli ARTROPODI,

che si nutrivano di piante.

Piante vascolari

-Lo sporofito 2n è la generazione prevalente e si differenzia in:

 Radici

 Fusto queste 3 parti formano il CORMO

 Foglie

-Inoltre le cellule si differenziano a formare i vari tessuti:

tessuto meccanico

- , con funzione di sostegno

tessuto di conduzione

- , che trasporta acqua e zuccheri

tessuto di rivestimento

- , che impermeabilizza

tessuto di assimilazione

- , di riserva, ecc.. Aglaophyton

-Nelle prime piante vascolari lo sporofito era molto semplice (es: ) e non ben

differenziato nelle sue 3 parti; ad esempio, le radici erano sostituite da un fusto ipogeo detto rizoma, da cui

partivano rizoidi e da cui si innalzavano fusti epigei fotosintetici (poiché privi di foglie). Probabilmente, alla

sommità di questi fusti epigei, ramificati dicotomicamente, c’erano gli sporangi.

-Queste prime piante vascolari erano comunque vicine agli ambienti acquatici e sono importanti perché

iniziarono a fertilizzare il suolo, che quindi non era più sterile come all’inizio poiché inizia a formarsi l’HUMUS,

che a sua volta favorisce la comparsa di nuove piante e animali.

-Inoltre, mentre in acqua gli organismi fotosintetici devono stare in superficie perché dopo una certa

profondità le radiazioni solari si estinguono, sulla Terra c’è grande disponibilità di CO e fotoni per compiere

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la fotosintesi, grazie ai cianobatteri l’ozono col tempo formò l’OZONOSFERA, che proteggeva la terra dalle

radiazioni nocive (come gli UV) e in più non c’è quella competizione che si era venuta a creare nell’

ambiente acquatico. Il solo problema era la scarsità di acqua, a cui le piante si adatteranno con l’evoluzione.

-Oltre all’embrione (caratteristico delle piante vascolari e non), le piante vascolari condividono la comparsa

di tessuti vascolari (xilema e floema), che facilitano l’assorbimento e la conduzione di acqua e sali minerali.

-Le piante vascolari comprendono:

1. PTERIDOFITE comprendono Licopodi e Felci per un totale di circa 13.000 specie (il termine

produttrici di spore

significa “ ”)

2. SPERMATOFITE esse si dividono in: Angiosperme e Gimnosperme

Felci

-Hanno fusto ipogeo (rizoma) da cui però partono vere e proprie radici, foglie composte e pennate dette

fronde e vivono nei luoghi umidi (es: sottobosco), dove spesso convivono coi muschi.

-Hanno ciclo aplodiplonte, in cui si alternano le generazioni n e 2n e le mitosi avvengono sia in fase che 2n:

sulla pagina inferiore delle fronde ci sono formazioni tondeggianti dette

SORI (che sono di colori diversi in base allo stadio di maturazione);

ogni soro ha vari SPORANGI.

Ogni sporangio è formato da un peduncolo e da una capsula, in cui ci

sono cellule diploidi che subiscono meiosi e quindi da ognuna di esse si

forma una tetrade di cellule aploidi (meiospore); quindi lo sporangio

contiene molte spore aploidi, che hanno parete impermeabile e quindi

non temono l’aridità terrestre.

Dopo che lo sporangio si lacera e le meiospore escono, quando queste

trovano un substrato adatto germinano, cioè la parete si lacera e la

cellula si divide mitoticamente, formando il GAMETOFITO n.

Quando il gametofito è maturo, assume una forma cuoriforme e

questo piccolo tallo (dotato di riz