Paleontologia vegetale, appunti

speciale, le pigne. I fiori (costituiti da sacche polliniche e ovuli portati da foglie particolari,

le squame) sono unisessuali e quasi sempre riuniti in infiorescenze anch’esse unisessuali.

Le sacche polliniche producono granuli di polline che vengono generalmente dispersi dal

vento; gli ovuli contengono il gamete femminile (oosfera) avvolto da uno e due tegumenti

che lasciano libera la porzione apicale da cui entra il granulo di polline.

Le conifere sono piante legnose arboree con ramificazione monopodiale (i rami laterali si

sviluppano meno rispetto all’asse principale eretto)

Angiosperme : producono semi racchiusi all’interno di un frutto derivato dalle

trasformazioni dell’ovario; possiedono fiori provvisti di foglie trasformate (petali, sepali o

tepali) che circondano e proteggono gli organi riproduttori, cioè gli stami e i pistilli che non

sono presenti nelle gimnosperme. Possiedono in gran parte habitus erbaceo e tra le piante

erbacee molte sono annuali (germinano, fioriscono e producono semi in una sola stagione).

Tra le forme arboree prevale la ramificazione simpodiale (i rami laterali sono favoriti nella

crescita rispetto all’asse principale).

Gli elementi di sostegno della pianta sono distinti da quelli di conduzione (legno eteroxilo),

invece nelle gimnosperme gi elementi di sostegno svolgono anche la funzione di

conduzione (legno omoxilo).

Il fusto è l’asse principale della pianta che svolge diverse funzioni:

• Serve a portare in alto, cioè in condizioni di massima luminosità gli organi

fotosintetizzanti;

• Ha quasi sempre funzione di sostegno

• È il sistema conduttore della pianta che trasporta alle parti fotosintetizzanti

acqua e Sali minerali assorbiti dalle radici e distribuisce a tutta la pianta le

sostanze organiche elaborate;

• Porta gemme, foglie e fiori;

• Può accumulare sostanze di riserva;

• Può fare fotosintesi quando è verde.

La foglia è la principale porzione fotosintetizzante della pianta; ad essa spetta anche

l’eliminazione, mediante traspirazione, di gran parte dell’acqua assorbita dalle radici.

Gli stomi sono aperture che interrompono l’epidermide della pianta e sono regolabili dalla

pianta stessa; essi consentono gli scambi gassosi tra la pianta e l’ambiente esterno:

l’ossigeno indispensabile per la respirazione di tutte le cellule e l’anidride carbonica

utilizzata nella fotosintesi. Sono molto abbondanti nella pagina inferiore della foglia e dalla

loro forma è spesso possibile risalire alla specie (stomi fossili di gimnosperme sono

frequenti); stomi isolati possono essere rinvenuti nei preparati palinologici e il loro

conteggio consente di fare una stima della diffusione di una specie in un intorno delimitato

del bacino di sedimentazione. Il rapporto tra il numero degli stomi e le cellule epidermiche

(indice stomatico) di una pagina fogliare è caratteristico di ogni specie, ma è anche

funzione della concentrazione di CO nell’atmosfera; in particolare esso risulta

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inversamente proporzionale al livello di CO atmosferica presente durante lo sviluppo della

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foglia e sembra essere indifferente al tasso di umidità atmosferica e alla temperatura.

Fiori entomofili : affidano il trasporto del polline agli insetti che visitano il fiore; il

richiamo per gli insetti avviene tramite forme, colore, odore e nettare; il periodo di fioritura

delle singole specie deve coincidere con il periodo di massima diffusione degli insetti a cui

si affidano per l’impollinazione. Oltre agli insetti anche alcune specie di uccelli (es. colibrì)

e pipistrelli possono fungere da veicoli per il trasporto del polline; le piante entomofile

portano, quasi sempre, un numero limitato di fiori che nella maggior parte dei casi sono

sempre appariscenti per colore, forma e profumo.

Fiori anemofili : presentano adattamenti atti a favorire il trasporto del polline per mezzo

del vento; si caratterizzano per l’elevata produzione di polline e per la mancanza di elementi

d’attrazione per gli animali. Spesso fioriscono prima di mettere le foglie che possono

costituire un ostacolo alla diffusione del polline nell’aria.

Un fiore ermafrodita o bisessuale è un fiore che possiede stami e pistilli, invece se

possiede solo stami o solo pistilli è un fiore unisessuale.

Se stami e pistilli sono portati da fiori diversi, ma che stanno sulla stessa pianta parliamo di

specie monoiche, invece se in una specie vi sono esemplari che portano solo fiori

staminiferi e esemplari che portano solo fiori pistilliferi, abbiamo una specie dioica.

Il fiore può presentarsi isolato (fiore solitario) o assieme ad altri riuniti a formare un gruppo

di fiori e in questo caso si parla di infiorescenza; nelle infiorescenze i fiori risultano

distribuiti secondo regole determinate su un asse detto graspo o rachide e che può essere

semplice o ramificato; esistono diversi tipi di infiorescenze.

Una volta avvenuta la fecondazione all’interno del fiore, lo zigote, cioè la cellula originatasi

dall’unione dei due gameti, comincia a dividersi per mitosi e a formare un insieme di cellule

che danno origine all’embrione della giovane pianta. L’ovulo si trasforma in seme, che

conterrà l’embrione e al quale è affidata la diffusione della specie; la morfologia dei semi è

variabilissima.

Dopo la fecondazione anche l’ovario subisce delle trasformazioni: esso si ingrossa e da

origine al frutto; i frutti che derivano dall’ingrossamento dell’ovario sono detti frutti veri,

per distinguerli dai frutti falsi che si sviluppano da altre parti del fiore. I frutti veri possono

essere carnosi o secchi a seconda della loro consistenza e i frutti secchi si dividono a loro

volta in • Frutti secchi deiscenti se quando giungono a maturazione si aprono lasciando

uscire i semi;

• Frutti secchi indeiscenti se non si aprono.

Una volta formatosi il seme deve abbandonare la pianta madre e spostarsi alla ricerca di un

terreno adatto su cui svilupparsi e dare origine a una nuova pianta; questo fenomeno prende

il nome di disseminazione e può avvenire per mezzo dell’acqua, del vento o degli animali.

Giunto in luoghi adatti e in presenza di favorevoli condizioni di temperatura e di umidità il

seme comincia a germinare, cioè dall’embrione comincia a svilupparsi la nuova pianta; se

il seme non trova condizioni ambientali favorevoli, in particolare disponibilità di acqua e

temperatura adatta, entra in un periodo di quiescenza che può essere anche molto lungo e

durante il quale esso rimane cmq vitale e non perde la sua capacità di svilupparsi.

forme biologiche

Le sono determinate dalle forme di adattamento a cui le piante

ricorrono per proteggere le loro gemme durante la stagione avversa che può coincidere con

un periodo in cui le temperature si abbassano notevolmente o con un periodo di estrema

aridità a seconda dei climi. I differenti tipi di adattamento vengono ricondotti a sei categorie

chiamate forme biologiche e valgono essenzialmente per le piante vascolari:

Terofite

• : piante annuali che superano la stagione avversa allo stato di seme,

protetto dal substrato ; esse spendono tutte le loro riserve nella riproduzione

perché dopo la produzione di semi muoiono. Per l’identificazione delle terofite

occorre dunque esaminare la parte sotterranea che è ridotta, non contorta e priva di

cicatrici. In condizioni naturali le terofite sono particolarmente diffuse nei deserti

subtropicali e nelle zone steppiche delle regioni calde; nelle regioni temperate e

fresche le terofite si trovano principalmente nelle colture, come piante infestanti o

malerbe, dove l’uomo ha creato condizioni steppiche artificiali.

Idrofite

• : piante perenni acquatiche le cui gemme durante la stagione avversa

rimangono sommerse nell’acqua; vi sono idrofite che galleggiano sulla superficie

dell’acqua e altre che radicano al fondo (elofite sono piante acquatiche radicanti

sul fondo dello specchio d’acqua e con la parte basale sempre sommersa; foglie e

infiorescenze emergono e si sviluppano molto al di sopra della superficie

dell’acqua).

Geofite

• : piante perenni con gemme sotterranee; le gemme possono essere situate

entro bulbi, rizomi o tuberi e molte possiedono organi di riserva sotterranei come

tubercoli radicali o caulinari o bulbi. Le geofite sono particolarmente diffuse in

ambienti di sottobosco dove il principale fattore limitante è la luce (infatti

fioriscono prima che gli alberi mettano le foglie, quando ancora molta luce penetra

fino al suolo) o in ambienti secchi con scarsa disponibilità d’acqua.

Emicriptofite

• : piante perenni con gemme a livello del terreno, protette da

squame, foglie o guaine fogliari vive o morte.

Camefite

• : piante perenni, legnose alla base, con gemme a meno di 25 cm dal

suolo.

Fanerofite

• : piante perenni, legnose, con gemme a più di 25 cm di altezza; esse

possono essere:

• Nanofanerofite (arbusti) che hanno gemme che si trovano a

un’altezza compresa tra 25 e 200 cm al di sopra del suolo;

• Macrofanerofite (alberi o grossi arbusti) che hanno gemme

portate oltre i 2 metri di altezza dal suolo.

Negli studi archeobotanici le forme biologiche sono importanti perché permettono di:

• Riconoscere gli ambienti significativi per la ricostruzione dei paesaggi del passato,

con particolare riguardo a quelli antropogenici;

• Individuare i processi di domesticazione delle piante legate a certe forme

biologiche;

• Comprendere le trasformazioni della vegetazione indotte dalle attività antropiche.

La domesticazione dei vegetali

Le piante che vengono coltivate a scopo prevalentemente alimentare, sono il risultato di

antiche e inizialmente inconsapevoli selezioni operate dall’uomo su piante selvatiche; la

scelta degli individui che presentano caratteristiche più idonee all’impiego alimentare porta

nel tempo a specie diverse da quelle originarie. Cambiano dunque le caratteristiche

morfologiche delle piante coltivate rispetto ai loro progenitori e questo permette di

distinguere nelle maggior parte dei casi i semi delle piante coltivate da quelli delle piante

selvatiche.

Per ricostruire la storia delle prime specie coltivate, l’origine e la diffusione è necessario

integrare informazioni forniteci da diverse discipline; l’esame dei resti vegetali rinvenuti nei

siti archeologici costituisce la fonte più diretta di informazione, mentre l’altro contributo

viene ricavato dall’analisi delle piante viventi (confronto morfologico, fisiologico e chimico

tra le varietà coltivate, dette cultivar e i loro equivalenti selvatici).

I cereali sono la principale coltura per l’alimentazione mondiale e prima che avvenissero gli

scambi commerciali tra i popoli, ogni parte nel mondo dipendeva dalla coltivazione di

specifici cereali. I cereali sono piante erbacee caratterizzate dalla produzione di frutti

(cariossidi) ricchi in amido e utilizzati principalmente per l’alimentazione umana e animale;

uno dei principali fattori che hanno fatto sì che i cereali fossero tra le prime piante coltivate

è il verificarsi in esse della autoimpollinazione. Questa caratteristica risulta comune a tutte

le prime piante messe a coltura e i vantaggi dell’autoimpollinazione sono stati:

• L’isolamento riproduttivo delle piante selezionate dall’uomo per la coltivazione

dai loro progenitori allo stato selvatico;

• La possibilità di conservare il patrimonio genetico in linee omozigote

indipendenti.

Il gruppo delle prime piante coltivate nel Vicino Oriente era costituito da piante che si

riproducono prevalentemente, ma non obbligatoriamente, tramite autoimpollinazione;

l’impollinazione incrociata per queste piante è un evento raro e sporadico che però

garantisce la comparsa di nuova variabilità che può essere selezionata in natura

favorevolmente e poi mantenuta con l’autofecondazione. Tuttavia la maggior parte dei

cambiamenti comparsi nelle piante messe a coltura sono stati operati dall’uomo in maniera

inconsapevole.

• I frumenti costituiscono la principale coltura neolitica insieme all’orzo;

• L’orzo è una delle prime piante coltivate nel Vicino Oriente durante il Neolitico e

viene rinvenuto spesso insieme al frumento;

• La segale rispetto al frumento e all’orzo è meno frequente nei siti archeologici

neolitici e dell’età del Bronzo del Vicino Oriente; le evidenze archeologiche

suggeriscono che la segale si è evoluta come infestante tollerata nelle colture di

frumento e solo dopo è stata scelta per la coltivazione;

• L’avena deve essere considerata come una coltura secondaria che si evolse come

pianta infestante di orzo e frumento e che solo dopo venne piantata, infatti le

prime indicazioni di domesticazione si hanno in Europa nel II e I millennio aC.

• Le più antiche indicazioni archeobotaniche della coltivazione del riso provengono

dalla Cina.

Circa le leguminose i vantaggi delle leguminose sono che:

• Esse sono in grado di fissare l’azoto atmosferico, parte del quale viene poi

liberato nel terreno e reso disponibile per le altre piante; per questa ragione le

leguminose vengono utilizzate nella rotazione delle colture o in alcuni casi

mescolate ai cereali;

• Possiedono semi eccezionalmente ricchi in proteine e questo le rende un

alimento importante nel costituire una dieta equilibrata nell’uomo;