Le Piante
Il regno delle piante comprende tutti gli
organismi autotrofi terresti in grado di
utilizzare l'energia solare, tramite la
fotosintesi clorofilliana, per trasformare le
sostanze inorganiche.
Piante generale
Nonostante la grande varietà di adattamenti, nelle piante
possiamo individuare alcune caratteristiche comuni a tutto
il regno:
Sono organismi pluricellulari autotrofi;
Sono dotate di cellule eucariote, rivestite di una parete
cellulosa;
Il colore più comune è il verde, perché almeno una parte
delle loro cellule contiene la clorofilla, la molecola che,
grazie alla sua capacità di intrappolare l’energia solare,
rende possibile la fotosintesi;
Per la maggior parte sono terrestri.
La cellula vegetale
Le parti della cellula
Membrana perinucleare: delimita il
nucleo
Nucleolo: è una parte specializzata
del nucleo
Mitocondrio: è la "centrale
energetica" della cellula
Perossisomi: sono organuli
specializzati nelle reazioni di
ossidazione (liberano H2O2) e sono di
Fotosintesi clorofilliana
La fotosintesi clorofilliana è un processo che permette alle
piante di produrre il proprio nutrimento.
Il nome del processo "fotosintesi clorofilliana" è composto da
tre termini che identificano i tre elementi principali del
procedimento:
Foto - luce
Sintesi - combinazione di più sostanze
Clorofilliana - aggettivo che deriva da clorofilla.
La fotosintesi può infatti avvenire solamente alla presenza dei
raggi solari quindi esclusivamente nelle ore diurne, mentre
in quelle notturne il processo si inverte; la pianta infatti,
invece di assorbire anidride carbonica ed espellere
ossigeno, assorbirà ossigeno espellendo anidride
Fotosintesi clorofilliana
Per questo motivo è vivamente sconsigliato tenere piante in
camera da letto dove si dorme poiché durante la notte le
piante potrebbero sottrarre ossigeno alle persone.
La fotosintesi clorofilliana avviene quando la linfa grezza,
costituita da acqua e sali minerali, sale attraverso i canali
linfatici fino alle foglie, veri e propri laboratori della pianta.
Nelle foglie è contenuta la clorofilla, sostanza verde, che
caratterizza il colore delle piante. Essa presiede al
processo della fotosintesi assorbendo i raggi solare e
convertendone l’energia luminosa in energia chimica.
La clorofilla - costituita da carbonio, idrogeno, ossigeno,
azoto e magnesio - è un pigmento concentrato in alcuni
corpiccioli, i cloroplasti, localizzati nelle parti verdi della
pianta.
Fotosintesi clorofilliana
L'anidride carbonica (CO2) viene catturata dalla
pianta, la quale prende l' acqua (H2O) dal
suolo e le trasforma in glucosio (C6H12O6)
grazie alla presenza dell'energia luminosa.
6CO2 + C6H12O6 = RESPIRAZIONE
CELLULARE. Dopo la respirazione si ricrea
anidride carbonica perchè il glucosio è stato a
contatto con l'ossigeno.
La foglia
La foglia è un organo che si origina
sui rami delle piante, ne
costituisce la parte verde e
svolge tre funzioni fondamentali:
la fotosintesi clorofilliana, la
traspirazione e la respirazione.
Pur potendo avere forma diversa,
le foglie hanno delle
caratteristiche comuni quasi
sempre ben indivisibili.
PICCIOLO
Peduncolo che,
quando è
presente,
sostiene la foglia,
la collega al ramo
e contiene i vasi
per il trasporto
delle diverse
sostanze
LAMINA
FOGLIARE
Superficie
della foglia con
due facce,
dette pagina
superiore e
pagina
inferiore,
spesso di
colore
leggermente
diverso
NERVATURE
Vasi conduttori
che danno
sostegno alla
foglia e
premettono il
trasporto di
acqua e di sali
minerali verso la
foglia e di linfa
elaborata dalla
foglia e tutte le
cellule della
pianta
Struttura foglia
EPIDERMIDE L’epidermide, è uno strato esterno sottile che
avvolge tutta la foglia e che è impermeabile all’acqua, distinta
in superiore e inferiore, si notano delle strutture particolari, gli
STOMI, che sono piccolissime aperture intorno alle quali si
trovano due cellule, dette cellule di guardia, che regolano
l’apertura e la chiusura degli stomi stessi
STRATO A PALIZZATA Uno strato a palizzata più interno,
nella pagina superiore, dove le cellule sono disposte una
accanto all’altra in modo allungato. Le cellule di questo strato
contengono, tra gli altri organelli, i CLOROPLASTI, che al loro
interno hanno la clorofilla
STRATO LACUNOSO Uno strato lacunoso nella parte
centrale dove le cellule sono disposte senza un ordine
preciso e con la presenza di ampi spazi in cui circolano i gas
che entrano e escono dalla foglia attraverso gli stomi.
Il fusto
l fusto di una pianta è la parte che si sviluppa verso l’alto,
generalmente fuori dal terreno, sostiene rami e foglie e
contiene i vasi che portano la linfa delle radici alle foglie e
viceversa.
Il fusto a seconda della pianta a cui appartiene, può
contenere caratteristiche diverse e, a volte, può anche
crescere sotto terra. Esistono infatti fusti LEGNOSI grossi
e rigidi, che possono raggiungere più 100 metri di altezza,
fusti ERBACEI teneri, verdi e sottili, che sostengono foglie
e fiori, che si arrampicano su sostegni diversi, che si
adagiano sul terreno e anche fusti SOTTERRANEI
trasformati.
ALBERI
Piante con fusto
legnoso
notevolmente
sviluppato con
ramificazioni nella
parte superiore
ARBUSTI
Piante con
fusto legnoso
piccolo e
ramificato alla
base
TUBERI
Fusto sotterraneo
molto ingrossato,
contenente molto
amido di riserva
ERBE
Piante con fusti non
legnosi in cui è presente
uno strato epidermico,
una corteccia sottile e
canali per il trasporto
delle sostanze
RIZOMA
Fusto sotterraneo che
cresce parallelamente
alla superficie del
suolo.
BULBI
Fusto sotterraneo,
rivestito di foglie
trasformate che avvolgono
la gemma proteggendola
Il fusto
1_ CAMBIO: Strato posto tra libro e legno che, continuando
a riprodursi permette la crescita del tronco in lunghezza;
crescendo forma anelli concentrici, uno all’anno, che ci
dicono l’età dell’albero.
2_CORTECCIA: Parte più esterna formata da uno spesso
strato di sughero, costituito da cellule morte
3_LIBRO: Strato sotto la corteccia che contiene i vasi che
portano la linfa dalle foglie al resto della pianta
4_LEGNO: Strato più interno, rigido per la presenza di
lignina, che contiene i vasi che portano la linfa dalle radici
alle foglie
5_MIDOLLO: Cilindro centrale costituito da tessuto con
cellule che contengono sostanze di riserva
Circolazione liquidi
Nelle piante funziona un sistema circolatorio costituito da
vasi entro cui scorre la linfa.
Questi vasi collegano le radici alle foglie e si dividono in:
Vasi ascendenti, quelli che vanno dalle radici alle foglie e
portano LINFA GREZZA cioè acqua e sali assorbiti dal
terreno
Vasi discendenti: quelli che vanno dalle foglie alle radici e
portano LINFA ELABORATA, cioè acqua e sostanze
organiche, prodotte con la fotosintesi clorofilliana.
Circolazione liquidi
Alla risalita dell’acqua nei vegetali contribuiscono forze e
fenomeni diversi:
La pressione radicale, dovuta al fenomeno dell’osmosi, che
permette il passaggio dell’acqua dall’ambiente esterno alle
cellule delle radici e da una cellula all’altra, fino ad arrivare
ai vasi centrali.
La forza di adesione tra le molecole dell’acqua e le
molecole dei piccolissimi vasi ascendenti che, per il
fenomeno della CAPILLARITA’, permette all’acqua di salire
vero le foglie.
La forza di coesione delle molecole dell’acqua che, insieme
al fenomeno della TRASPIRAZIONE FOGLIARE, fanno sì
che si formino delle colonne sottilissime d’acqua che
Radice
Si chiama RADICE la parte
sotterranea della pianta.
Le radici crescono verso il
basso e si introducono nel
terreno, dove si ramificano
abbondantemente. La loro
crescita è un processo
continuo che si arresta solo
quando le condizioni sono
sfavorevoli per esempio in
caso di siccità.
Tipi radici
La radice ha il compito di dare stabilità alla pianta,
fissandola la terreno, assorbire l’acqua e i sali minerali
necessari alla sua nutrizione e funzionare come organo di
riserva per sostanze diverse. Le radici possono assumere
forme diverse legate ai loro compiti:
A fittone
Fascicolate
A tubero
Avventizie aeree
Radici a fittone e fascicolate
Radici a fittone – è presente una grossa radice
principale da cui partono radici laterali molto più sottili; a
volte funzionano da organi di riserva di sostanze nutritive,
come nella carota.
Radici fascicolate – quando formano un fascio di radici
che hanno tutte le stesse dimensioni, come nell’aglio.
Radice a tubero
Radici a tubero – quando alcune di loro sono ingrossate
e contengono sostanze di riserva come quelle delle dalie.
Radice avventizia aerea
Radici avventizie aeree – quando si formano su organi
della pianta che fuoriescono dal terreno e servono da
sostegno come quelle dell’edera.
Struttura della radice
Osservando la zona vicina alla parte finale si possono si
possono notare, i PELI RADICALI. La parte terminale
della radice è, invece, priva di peli ed è formata da cellule
che, dividendosi e moltiplicandosi consentono alla radice
di continuare a crescere. Per questo motivo la parte
terminale è coperta da una specie di cappuccio chiamato
CUFFIA che protegge l’estremità della radice. Tagliando
trasversalmente una radice, nella sua sezione si possono
riconoscere tre parti: una esterna, l'EPIDERMIDE, una
intermedia, la CORTECCIA, e una interna, il CILINDRO
CENTRALE.
Le Piante: categorie
Alghe
Briofite:
Pteridofite:
Spermatofite:
-muschi
-epatiche
-equiseti
-felci
-gimnosperme
-angiosperme
Alghe Unicellulari
Le Alghe unicellulari
diatomee.
Esse vivono abbondantissime nelle acque dei mari, ma molte
sono poco conosciute proprio perché per poterle osservare
occorrono adeguati strumenti. Hanno la cellula rivestita di
un guscio siliceo che spesso presenta forme e disegni
straordinari.
Altre alghe unicellulari
alghe rosse
Vivono nella neve di alcuni ghiacciai dell'Himalaya, sulle Ande
e nell'Antartide: contengono una sostanza che impedisce
loro di congelare e colorano la neve di un bellissimo colore
rosa.
Alghe Unicellulari
Diatomee
Alghe rosse
Alghe Pluricellulari
Le alghe pluricellulari sono organismi vegetali acquatici
eucarioti, dotati di clorofilla, con un corpo appiattito, detto
tallo. Oltre alla clorofilla, possiedono anche altri pigmenti
per cui presentano colorazioni diverse e perciò si
suddividono in tre categorie:
Alghe verdi
Alghe brune
Alghe rosse
Alghe verdi
Alghe verdi, vengono considerate le più evolute perché i loro
cloroplasti assomigliano a quelli delle piante terrestri.
Vivono sia nelle acque dolci che salate. Si incontrano in
superficie.
Alghe brune
Alghe brune, sono le specie di dimensioni maggiori, alcune
arrivano a 100 metri di lunghezza. Sono dotate di strutture
particolari per poter galleggiare dette AEROCISTI. Si sviluppano
ad una media profondità..
Alghe rosse
Alghe rosse, vivono preferibilmente nei mari più caldi e possono
svilupparsi fino a 150 metri di profondità.
Fotosintesi delle alghe
Le alghe per sopravvivere svolgono la fotosintesi
clorofilliana, quindi utilizzano la luce. Esistono vari
tipi di radiazioni solari, che si propagano nell’acqua
in modo differente. Le radiazioni rosse arrivano a
poca profondità, quelle giallo-arancio a profondità
medie e quelle violette-verdi a profondità
maggiori. Ogni tipo di alga è in grado di usare solo
certi tipi di radiazione.
Vascolari e non vascolari
Le piante non vascolari sono prive di vere foglie, fusti
e radici.
Le piante vascolari sono costituite da due tipi di
tessuti conduttori lo xilema* ed il floema*.
Comprendono le categorie delle Angiosperme e
Gimnosperme.
*xilema=un vaso conduttore che trasporta la linfa
grezza, esclusivamente dalle radici verso i germogli.
*floema=un vaso conduttore bidirezionale, che può
trasportare la linfa elaborata sia verso il germoglio
sia verso la radice.
Le Briofite
Briofite
acquatico.
lo svincolamento delle piante dall'ambiente
Sono le più antiche piante terrestri: derivano probabilmente
da un'alga verde adattatasi all'ambiente aereo. Sono
piante tipiche di ambienti umidi e ombrosi. Il loro corpo
(tallo) è privo di sistema vascolare e di organi
completamente differenziati (foglie, fusti e radici).
Non possedendo vere radici, esse assorbono acqua e sali
minerali tramite tutte le cellule che si trovano a contatto
con il substrato su cui vivono.
MUSCHI ed EPATICHE
La loro linea evolutiva si è presto suddivisa in due rami:
I muschi, sono piante ombrivaghe. Il tallo dei muschi è
formato da rizoidi pluricellulari assorbenti, piccoli
fusticini e con foglie sessili formate da un solo strato di
cellule.
Le epatiche, vivono in ambienti umidi e ombrosi.
Le epatiche possono essere suddivise in due gruppi:
A FOGLIA
A TALLO
Non presentano foglie e appaiono come una Sono le più diffuse, vivono nelle regioni
lamina fogliacea indifferenziata. Presentano tropicali e subtropicali. Presentano foglie
non dotate di nervature.
rizoidi unicellulari.
MUSCHIO
EPATICHE
Pteridofite
Le pteridofite sono le tracheofite che non si
riproducono tramite seme, ma utilizzando le
spore.
Delle Pteridofite fanno parte principalmente le felci, ma
anche altre piccole piante come gli equiseti e i licopodi.
Nella struttura anatomica possiamo individuare:
Radici;
Un fusto sotterraneo (o rizoma);
Ampie foglie (o fronde).
Pteridofite
La riproduzione può avvenire per via sessuata o
asessuata mediante spore.
Una spora è una singola cellula da cui ha origine
una nuova piantina, senza necessità di essere
fecondata. Nella parte inferiore delle foglie
delle felci si trovano delle piccole strutture
sferiche di colore scuro che contengono le
spore, i SORI.
Felci
Le felci hanno dominato per lungo
tempo l’ ambiente terreste. Oggi
rappresentano un gruppo ristretto,
limitato agli ambienti freschi ed
ombrosi. Non raggiungono mai
grosse dimensioni.
Briofite e Pteridofite, la riproduzione
La riproduzione delle briofite e delle pteridofite avviene per
diffusione, grazie all'acqua o al vento, di spore, o meglio,
meiospore, cellule aploidi prodotte in speciali strutture (gli
sporangi) in seguito a meiosi.
Si riproducono attraverso il processo di MEIOSI delle spore.
Dallo sporofito, collegato al gametofito da cui riceve il
nutrimento, fuoriescono le spore, che germinano
creando i gametofiti, sui quali sono posizionati i gameti
maschili o femminili. La loro unione (fecondazione)
produce lo sporofito diploide (2n), da cui si formano per
meiosi le spore e il ciclo riprende.
Gimnosperme
Alle gimnosperme
appartengono le
conifere. Le conifere
devono il loro nome alla
presenza di strutture
dette coni, all’interno delle
quali vengono prodotti i
semi
Gimnosperme
Il seme è una struttura che non
solo accoglie e protegge
l’embrione, ma fornisce anche
nutrimento alla giovane pianta
nel momento della
germinazione. Nelle conifere
non sono presenti né fiori né
frutti: sia la dispersione del
polline sia quella dei semi
sono affidate interamente al
vento. I semi nudi si trovano
fra le squame delle pigne.
Gimnosperme
Sono principalmente alberi sempreverdi dal fusto legnoso.
Le foglie hanno la forma di ago ( piante aghifoglie),
rivestite e protette dalla disidratazione da una cuticola
legnosa. Alle conifere appartengono i pini, le sequoie, gli
abeti, i cipressi ed i larici. Sono molto diffuse nelle foreste
del nord e in tutti gli ambienti montani. Le conifere
possono raggiungere incredibili dimensioni ed essere
estremamente longeve
Angiosperme
Le angiosperme sono piante vascolari con semi
protetti
Le angiosperme (piante con fiori), sono le più diffuse
sulla terra. Nelle angiosperme il seme è accolto nei
FIORI(organi riproduttivi) e favoriscono il trasporto
del polline verso le parti femminili (impollinazione).
Da una specifica parte del fiore, l’ ovario, si sviluppa
il frutto, (altro organo che favorisce la dispersione del
seme=disseminazione). Con l’ avvento del fiore
vengono coinvolti gli insetti nel processo di
impollinazione, che hanno
un ruolo fondamentale per
Arbustive;
Annuali o perenni;
la procreazione della specie.
Sono comuni in
Legnose.
Erbacee;
qualunque ambiente. Possono essere:
Il Fiore
Il fiore è l’organo riproduttivo della pianta, perché è qui che
avviene la fecondazione. I fiori possono variare moltissimo
per colore, forma e dimensione; tuttavia è possibile
individuare alcuni elementi che definiscono il tipico fiore di
una dicotiledone.
Tutte le parti del fiore derivano da foglie modificate disposte
lungo quattro centri concentrici:
Calice: formato dai sepali
Corolla: formata dai petali
Androceo: formato dagli stami
Gineceo: formato dal pistillo
Il Fiore
Nella maggior parte dei casi i fiori contengono sia le parti
maschili sia le parti femminili (fiori ermafroditi). In alcune
piante però i fiori maschili sono distinti da quelli femminili
(fiori unisessuali). Se questi fiori sono presenti sullo stesso
organismo, la pianta è detta monoica (fico, mais, nocciolo);
se i fiori dei due sessi si trovano su individui diversi, le
piante sono dette dioiche (pioppo, salice, palma da datteri).
Tuttavia anche nelle specie ermafrodite, diversi adattamenti
strutturali (posizione delle antere rispetto allo stigma) e
fisiologici (diverso periodo di maturazione del polline e degli
ovuli) tendono a impedire l’autofecondazione e a favorire
l’impollinazione incrociata, assicurando così la variazione
genetica nella popolazione.
L'impollinazione
Le piante hanno evoluto fiori diversi in base alla modalità di
impollinazione utilizzata. Si distinguono due tipi d’
impollinazione:
Anemofila, favorita dal vento;
Zoofila, si avvale di animali.
Un'altra strategia di impollinazione viene definita
entomofila perchè effettuata da insetti.
Anemofila
E’ favorita dal vento. I fiori sono spesso provvisti di lunghe
antere che ondeggiando per il vento liberano i granuli di
polline. Queste piante, per migliorare l’ efficienza della
dispersione hanno sviluppato diversi adattamenti:
Elevate quantità di polline;
Granuli pollinici piccoli, leggeri, spesso dotati di
minuscole “ali”;
I fiori di queste piante hanno
Fiori che spesso maturano prima delle foglie per
tipicamente colori sbiaditi, non
eliminare tutti gli ostacoli alla diffusione.
sono profumati e non
producono nettare. Sono
piante a impollinazione
anemofila: le graminacee, le
conifere, le querce, le betulle,
Zoofila
Si avvale di animali. Per attirare gli impollinatori i fiori hanno
petali colorati, profumati e dalle forme particolari. Alle
base del fiore una struttura specializzata secerne una
sostanza zuccherina, il nettare. Quando l’animale si
avvicina per succhiarlo, il polline rimane attaccato al suo
corpo e sarà depositato sul fiore successivamente
visitato.Le forme, i colori, gli odori e il tipo di nettare variano al
variare degli animali (insetti, uccelli, pipistrelli…).
Il periodo di apertura dei fiori è
sincronizzato con quello di maggiore
diffusione degli impollinatori
(tipicamente la primavera). Sono piante
ad impollinazione zoofila (e entomofila):
il castagno, il ciliegio, il melo, il pero, gli
agrumi.
Il Frutto
Il frutto si forma a seguito dell’ impollinazione per graduale
modificazione dell’ ovario. La sua funzione è fornire
protezione e nutrimento al seme o ai semi contenuti
all’interno, ma soprattutto far si che i semi siano
allontanati dalla pianta madre. Se infatti cadessero
semplicemente per gravità, le giovani piante non
avrebbero spazio, luce e acqua sufficienti per crescere. Il
frutto è una “strategia“ della pianta per ottimizzare la
dispersione dei semi. Nella trasformazione del fiore in
frutti, alcune parti fiorali, quali i petali, cadono, mentre
altre si sviluppano. Spesso la parte più esterna dell’
ovario (pericarpo), si ingrossa ed ispessisce rendendo il
frutto carnoso e succulento.
Frutto
Epidermide
Pericarpo
Semi
I tipi di frutti
Possiamo distinguere i frutti nelle seguenti categorie:
Frutti semplici, formati da un solo ovario. In funzione della
consistenza del pericarpo si dividono in secchi (anice
stellato, fagiolo, pisello, nocciolo…) e carnosi, ricchi d’
acqua.
Frutti composti, derivati dalla fusione di diversi ovari di uno
stesso fiore (aggregati) o di fiori diversi (multipli): mora,
lampone…
Falsi frutti, prodotti dalla trasformazione del pistillo insieme
ad altri organi (principalmente ricettacolo): ad esempio i
pomi e le fragole. In queste ultime il vero frutti è composto
dalle nucole, i “puntini” della fragola, mentre la parte
carnosa deriva dall’ingrossamento del ricettacolo.
Il frutto
Ricettacolo
Calice
Nucula
Disseminazione
La dispersione del frutto, o disseminazione,
avviene principalmente per opera degli animali;
come per l’impollinazione, anche altri agenti
(vento e acqua) possono intervenire nel
processo.
Disseminazione animale (interna)
Quando un animale si nutre di un frutto, i semi non vengono
digeriti e, quindi, sono espulsi con le feci. L’animale, nei
suoi movimenti, porta così i semi lontani dalla pianta
madre. Tutti frutti carnosi sono dispersi in questo modo,
essi sono in genere profumati per attirare gli animali.
Disseminazione animale (esterna)
Gli animali possono trasportare i semi esternamente. Se i
semi sono dotati di piccoli uncini si aggrappano alla
pelliccia dell’ animale.
Disseminazione mediante acqua
Alcuni frutti, come la noce di cocco, hanno una struttura che
li rende galleggianti e di conseguenza possono affidarsi
all’acqua per percorrere lunghe distanze.
Disseminazione mediante vento
Frutti piccoli e leggeri possono essere dispersi dal vento.
Questi frutti presentano specifici adattamenti: nel dente di
leone, per esempio, ogni frutto è dotato di un piccolo
“paracadute”, mentre nel Lacero la caduta del frutto è
rallentata da due piccole “ali”.
Disseminazione mediante vento
Frutti piccoli e leggeri possono essere dispersi dal vento.
Questi frutti presentano specifici adattamenti: nel dente di
leone, per esempio, ogni frutto è dotato di un piccolo
“paracadute”, mentre nel Lacero la caduta del frutto è
rallentata da due piccole “ali”.
