piante terrestri 400 Ma fa 1 Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 34.10 La diversificazione delle piante testimonia la loro complessa storia evolutiva Piante terrestri Piante Angiosperme Piante con semi Gimnosperme Pterofite (felci e simili) Piante vascolari senza semi Licopodiofite (licopodi e simili) Muschi Antocerote Briofite (piante non vascolari) Epatiche Le piante si sono evolute da un gruppo di alghe verdi, una linea ha dato origine alle briofite, l’altra ha dato origine alle piante vascolari. Comparsa delle piante con semi (360 milioni di anni fa) Comparsa delle piante vascolari (440 milioni di anni fa) Figura 34.10A Comparsa delle piante terrestri (475 milioni di anni fa) Il ciclo vitale di un muschio Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 3 Le piante non vascolari La comparsa della cuticola permise alle piante non vascolari di evitare la disidratazione in ambiente terrestre. Le piante non vascolari sono di piccola taglia e vivono in aree con abbondante disponibilità di acqua. Si ritiene che le più antiche piante terrestri dovessero assomigliare molto alle attuali piante non vascolari, cioè le epatiche, le antocerote e i muschi. Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 4 BRIOFITE Le epatiche sono le uniche rappresentanti odierne del gruppo più antico di piante terrestri, alcune hanno gametofiti fogliacei, altre sono formate da strati verdi appiattiti sul terreno. Le antocerote hanno l’aspetto di piccole corna che spuntano da un tappeto verde, e sono provviste di stomi. Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 5 Le briofite I muschi, si trovano su substrati umidi e freschi dove formano cuscinetti e spessi tappeti. Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 6 Le piante hanno specifici adattamenti che le alghe non hanno: l’alga è, infatti, adattata alla vita acquatica, mentre la pianta è adattata a quella terrestre. Figura 34.9 Pianta Struttura riproduttiva, come nei fiori, contiene spore e gameti Foglia (svolge la fotosintesi) Cuticola (evita la perdita di acqua) stomi (favoriscono gli scambi gassosi) Fusto (sostiene la pianta e può attuare la fotosintesi) L’alga è sostenuta dall’acqua circostante Radici (àncorano la pianta; assorbono acqua e sali minerali dal suolo grazie anche ai funghi micorrizali) L’intera alga svolge la fotosintesi e assorbe acqua, ossigeno e sali minerali dall’acqua circostante Aptere (àncora l’alga al substrato) Alga piante vascolari Le piante vascolari si dividono in: • • piante vascolari senza semi; piante vascolari con semi. I cicli vitali delle piante terrestri La caratteristica condivisa dei cicli vitali di tutte le piante terrestri è l’alternanza di generazioni: 1. l’alternanza di individui diploidi (2n) con individui pluricellulari aploidi (n); 2. la produzione di gameti per mitosi e la produzione di spore tramite meiosi. Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 9 Le prime piante vascolari La comparsa (440Ma) delle tracheidi (cellule di forma allungata con pareti spesse e lignificate) ha portato allo sviluppo di un sistema vascolare, che è composto da due tipi di tessuto conduttore: • lo xilema che conduce acqua e minerali dalle radici verso le parti aeree (costituito da cellule morte). • il floema che trasporta zuccheri provenienti dalla fotosintesi nelle foglie a tutti i distretti della pianta (formato da cellule vive). Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 10 Le prime piante vascolari Caratteri evolutivi Sporofito Radici Foglie Le prime piante vascolari senza semi LICOPODI EQUISETI FELCI I licopodi 1° radici. I licopodi sono aggregati in strutture chiamate strobili: un insieme di foglioline che portano le spore inserite lungo un asse. Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 13 Equiseti e felci (pteridofite) 1° foglie. Gli equiseti aspetto a scopino Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 14 Il ciclo vitale di una felce Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 15 Le piante con semi SPERMATOFITE Il seme è una struttura specializzata costituita da un embrione racchiuso all’interno di un rivestimento protettivo. Le piante con i semi utilizzano il polline per trasferire sulle parti femminili le cellule che daranno origine ai gameti maschili. Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 17 Le piante con semi • Le gimnosperme • Le angiosperme Le gimnosperme (come i pini) sono piante a seme nudo (non contenuto in un frutto). Figura 34.10D Le angiosperme (piante con fiori) sviluppano i semi all’interno di un ovario in un frutto. Figura 34.10E Il ciclo vitale delle gimnosperme Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 21 Le gimnosperme - 1 I coni sono brevi fusti su cui sono inserite delle squame legnose, ciascuna delle quali contiene due ovuli. Gli strobili sono strutture coniformi con squame modificate che producono il polline. Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 22 Le gimnosperme - 2 La presenza di tronchi legnosi ha permesso alle piante con semi di svilupparsi molto in altezza. Le gimnosperme attuali sono classificate in quattro gruppi principali: le cicadine le ginkofite, le gnetofite e le conifere che comprendono pini, abeti, larici e sequoie. Nel ciclo vitale delle gimnosperme i gametofiti hanno dimensioni microscopiche e dipendono per il nutrimento dallo sporofito. Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 23 Le angiosperme fiore monoiche dioiche. Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 24 Monocotiledoni e dicotiledoni Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 25 Anatomia delle angiosperme Tutti gli organi sono organizzati in due apparati: • il sistema aereo che comprende fiori, fusto e foglie; • il sistema radicale che ancora la pianta al terreno. Le angiosperme hanno un sistema conduttore articolato: lo xilema possiede speciali cellule conduttrici (trachee) e cellule di sostegno (fibre); mentre il floema è costituito dai tubi cribrosi. Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 26 Le foglie sono organi specializzati Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 27 Le radici Il sistema radicale: F: ancoraggio F: assorbimento dicotiledoni a fittone monocotiledoni (e alcune dicotiledoni) fascicolato. Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 28 34.18 La struttura di un frutto riflette il suo ruolo nella disseminazione Il frutto (cioè l’ovario maturo di un fiore) rappresenta un particolare adattamento che favorisce la dispersione dei semi, ossia la disseminazione. Figura 34.18A–C Il ciclo vitale delle angiosperme Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010 30 Oltre il 25% dei farmaci oggi utilizzati sono a vario titolo estratti dalle piante. Tabella 34.20