Lezione 2

Botanica Sistematica
• Indaga la diversità di ogni tipo fra le piante (morfologiche,
chimiche, genetiche, …) e cerca di ricostruire la loro storia
evolutiva.
• Per chi si occupa di fauna: le
interazioni fra piante ed animali sono
determinate dalle caratteristiche
morfologiche, anatomiche,
distributive, ecologiche, chimiche e
genetiche delle piante.
• Senza una loro conoscenza è
impossibile una buona gestione della
fauna.
Tassonomia: scienza della classificazione
Scopo: raggruppare le piante per
affinità e separarle per differenze,
utilizzando le evidenze fornite dalla Bot.
sistematica
Affinità e differenze devono riflettere più
possibile le loro relazioni filogenetiche
Solo così si arriva ad una classificazione
naturale, ossia con elevata predittività
(a differenza di quelle antiche)
Il Sistema Sessuale di classificazione della
piante di Linneo del 1753 (24 classi basate
sul numero di stami) è un esempio di
sistema artificiale a bassa predittività (non
raggruppa piante filogeneticamente affini).
Il sistema di categorie tassonomiche
Organizza la diversità delle piante
in un sistema logico e ordinato di
tipo gerarchico e inclusivo
Il sistema è formato da categorie
“tassonomiche” di ampiezza
crescente dal basso verso l’alto:
specie, genere, famiglia, ordine,
classe, divisione, regno
(dominio)
La specie è la categoria di base
del sistema tassonomico.
Definizione di specie
La categoria «specie» è un concetto. Esistono diversi “concetti” e
definizioni. Il più affermato è quello «morfologico»: insieme di
individui e delle popolazioni che sono:
1. affini nei caratteri morfologici, ecologici e fisiologici
essenziali;
2. capaci di riproduzione sessuale tramite la quale viene
trasmesso alle generazioni successive l’intero genoma che
determina e codifica questi caratteri “essenziali”;
3. isolati riproduttivamente rispetto ad individui di altri insiemi
di popolazioni.
Barriere riproduttive fra specie
Ne esistono di vari tipi, che nel
ciclo riproduttivo precedono la
formazione dello zigote (prezigotiche) o la seguono (postzigotiche).
BARRIERE PRE-ZIGOTICHE
Isolamento
ecologico
Insorgenza delle barriere riproduttive e speciazione
Sono il primo passo per l’origine di nuove specie da una specie
progenitrice. Varie modalità:
specie
specie
specie
specie
Copyright © 2006 Zanichelli editore
all’interno della specie ancestrale.
Teoria dell’ Evoluzione: spiega l’origine delle specie
(e della biodiversità)
C. Darwin comprese che le specie si originano attraverso la selezione naturale.
Selezione: accumulo graduale di adattamenti favorevoli
e riduzione di quelli sfavorevoli, generazione dopo generazione
Presupposti per la selezione
naturale:
1. Variabilità dei caratteri all’interno
delle popolazioni;
2. Possibilità di comparsa di nuovi
caratteri;
3. Trasmissibilità alla discendenza
(ereditarietà)
Charles Darwin
The Origin of Species
Variabilità dei caratteri: si origina dalla variabilità
genetica
I tre meccanismi fondamentali che producono la
variabilità genetica dentro le popolazioni di piante sono:
1. Ricombinazione genica tramite riproduzione sessuata
(meiosi e gamia)
2. Mutazioni spontanee nel DNA
3. Ibridazione e poliploidia
Il nome della specie
Ogni specie vegetale possiede uno ed
un solo nome scientifico, che è
universalmente accettato.
Dal 1753 (anno di pubblicazione dell’opera
Species Plantarum da parte di Linneo), questo
nome è composto da due termini latini:
1.
il primo indica il genere di appartenenza
2. il secondo (epiteto specifico) indica la specie.
genere
Quercus
specie
Autore (Linneo)
ilex
L.
Carl von Linnè
L’uso del nome scientifico è il solo modo
per comunicare in modo preciso
qualsiasi informazione sulle piante,
anche attraverso il tempo e fra persone
di lingua e culture diverse.
• E’ IMPORTANTE EVITARE L'USO DEI NOMI
VOLGARI, CHE CAMBIANO DI PAESE IN PAESE E
ANCHE NELLE VARIE REGIONI.
INOLTRE PER MOLTE SPECIE NON VI SONO NOMI
VOLGARI.
Inquadramento tassonomico di una specie
specie: Quercus ilex L.
genere: Quercus
famiglia: Fagaceaeaceae
ordine: Fagalesales
classe: Magnoliopsidao(dicotiledoni)
divisione: Magnoliophyta (angiosperme)
regno: Plantae
La specie si compone di popolazioni di varia dimensione e distribuzione
geografica; la popolazione si compone di individui. La specie può contenere più
sottospecie, varietà, forme ed ecotipi.
famiglia
genere
specie
Plantaceae
Planta
hirsuta
glabra
sottospecie glabra
sottospecie alpina
individui
sottospecie montana
Popolazioni di tre sottospecie della
specie Planta glabra
Specie vascolari (tracheofite) d’Italia
• circa 7.000: una delle flore più ricche d’Europa in
rapporto all’estensione del territorio
• oltre 700 sp. endemiche (esclusive)
• motivi: grande variabilità fisica e di ambienti
• presenza di aree rifugio durante le glaciazioni
• posizione a cavallo di tre regioni biogeografiche:
Alpina, Europea e Mediterranea
• millenaria azione dell’uomo che ha aumentato la
diversità di ambienti
Flora d’Italia (Pignatti S. 1982, Edagricole): lo
strumento migliore per l’identificazione delle
piante italiane
La diversità dei vegetali: un quadro d’insieme
lungo il corso della loro evoluzione
I tre domini dei viventi
3
(procarioti)
(procarioti)
Termofili
1
2
I quattro regni degli Eucarioti
Animalia
Plantae
(“Archaeplastidae”: alghe verdi, alghe rosse e piante terrestri)
Fungi
Protisti
Dominio degli Eucarioti
piante
funghi
animali
Protisti (unicellulari)
alghe
fungoidi
Dominio degli
Eubatteri
protozoi
E
U
C
A
R
I
O
T
I
(altri protisti)
Dominio degli
Archibatteri
P
R
O
C
A
R
I
O
T
I
Le principali suddivisioni dei Viventi
(Domini e Regni)
Regno: Animalia
(eterotrofi, pluricellulari)
Regno: Plantae
Dominio: Eukarya
(autotrofi, uni- o
pluricellulari; cellulosa)
Regno: Fungi (eterotrofi,
pluricellulari; chitina)
Regno: Protisti (per lo più
E
U
C
A
R
I
O
T
I
unicellulari, autotrofi ed
eterotrofi)
Dominio: Bacteria (Eubatteri e Cianobatteri)
Dominio: Archaea (archibatteri)
P
R
O
C
A
R
I
O
T
I
Dominio
BACTERIA
Dominio
EUKARYA
Dominio
ARCHAEA
Batteri purpurei
Animali
Alofili
Funghi
Gram+
Metanogeni
Mixomiceti
Cianobatteri
Alghe verdi
Alghe rosse
Altre alghe
Ciliati
Batteri verdi
Amebe
Flavobatteri
Termofili
Protozoi
Altri eubatteri
origine dell’albero della vita
Piante
Le principali suddivisioni del Regno Vegetale (Plantae)
Angiosperme
(Magnoliophyta)
piante con:
-semi
- fiori
- frutti
Pinophyta
= Gimnosperme
piante con semi nudi
mancano:
- fiori
- frutti
Magnoliophyta
(angiosperme)
Spermatofite
(piante a seme)
Pinophyta
(gimnosperme)
crittogame vascolari
(o pteridofite):
- piante prive di semi
- si riproducono per spore
Pinophyta
(gimnosperme)
Spermatofite
(piante a seme)
Equiseti
Felci
Licopodi
(altre)
Crittogame vascolari
(pteridofite)
Piante vascolari (tracheofite)
Magnoliophyta
(angiosperme)
Bryophyta:
piante senza sistema vascolare
mancano:
- veri fusti
- vere foglie
- vere radici
Pinophyta
(gimnosperme)
Spermatofite
(piante a seme)
Equiseti
Felci
Licopodi
altre
Crittogame vascolari
(pteridofite)
muschi
epatiche
(altre)
Briophyta
(piante con embrioni)
Piante vascolari (tracheofite)
Magnoliophyta
(angiosperme)
P
I
A
N
T
E
T
E
R
R
E
S
T
R
I
Alghe eucariote
pluricellulari (tallofite)
• Autotrofe
• Presenza di clorofilla a e altri pigmenti
fotosintetici
• Ambiente acquatico (mare o acque dolci)
• Pluricellulari ma prive di tessuti ed
organi (tallofite)
• Riproduzione: sessuale (gamia)
Le principali suddivisioni del Regno Plantae
Magnoliophyta
tempo
spermatofite
Liliopsida
Magnoliopsida
tracheofite
Gnetopsida
Pinopsida
Cycadopsida
Ginkgopsida
Pinophyta
Bryophyta
Bryopsida
Anthocerotopsida
Marchantiopsida
Chlorophyta: alghe verdi (pluricellulari)
Psilotophyta
Equisetophyta
Polypodiophyta
Lycopodiophyta
† Rhyniophyta
Crittogame vascolari o «pteridofite»
piante
eucarioti
quadro cronologico
della comparsa dei viventi
viventi