ANGIOSPERME
div. “Magnoliophyta”
le piante a fiore
angiosperme
spermatofite
piante
Le angiosperme
compaiono
improvvisamente circa
200-130 m.a. (Cretaceo) e
colonizzano rapidamente
tutto il pianeta (terre
emerse ma anche acque)
viventi
Angiosperme
• Ca. 275.000 sp. (80% dei vegetali esistenti)
• Eccezionale varietà di forme in termini di
dimensioni, habitus, portamento, durata e
cicli di vita
• Grande varietà di sostanze chimiche e
molecole biologiche con funzioni adattative
• Primaria importanza ecologica ed
economica per tutti gli organismi
eterotrofi, soprattutto animali e uomo
Tappe evolutive raggiunte dalle Angiosperme:
- Possibilità dell’habitus erbaceo, ciclo vitale breve, maggior
numero di generazioni per unità di tempo
- Legno eteroxilo
- Fiore: complesso di strutture che proteggono e
nutrono i gametofiti e controllano la gamia
- Massima riduzione e protezione dei gametofiti
- Ovario: contenitore degli ovuli
- Doppia fecondazione e endosperma secondario triploide
- Frutto come organo di dispersione
Le forme biologiche delle Angiosperme
• La forma biologica è un «modello» per esprimere i caratteri
di base dell’habitus, della consistenza (legnosa o erbacea) e
del ciclo vitale delle piante.
• Questi caratteri risultano dall’adattamento ai vari ambienti
climatici ed edafici (suolo) in cui le specie si sono evolute
• Nelle Angiosperme esistono 5 forme biologiche principali
basate sulla posizione delle gemme svernanti rispetto al
livello del suolo.
albero o
arbusto
Forme biologiche
erba perenne
erba perenne
erba annua
emicriptofita:
0-5 cm
geofita:
-5 - 20 cm
terofita:
no gemme
suffrutice
fanerofita:
> 30 cm
camefita:
5-30 cm
Ovario: è formato dai Carpelli. Il carpello si origina sostanzialmente da un
macrosporofillo che «si ripiega su sé stesso» per racchiudere e proteggere
l’ovulo (o gli ovuli) al suo interno. Il numero dei carpelli dell’ovario è variabile
fra generi e famiglie (importante carattere tassonomico), e gli ovuli possono
essere fissati e disposti all’interno in vario modo (placentazione)
Ovario con un
carpello e due ovuli
marginali
Ovario con tre
carpelli separati,
ciascuno con due
ovuli marginali
Ovario con un
carpello e due ovuli
parietali
Ovario con tre carpelli fusi
ai margini, ciascuno con
due ovuli marginali
Vantaggi evolutivi dell’ovario formato dai carpelli:
- Ulteriore protezione del gamete femminile
e della gamia
- Possibilità di allungare il periodo di ricettività
dell’ovulo
- Allungamento del percorso del tubetto pollinico
- Vantaggi legati al frutto come organo di dispersione
Fiore
struttura di base del fiore bisessuale (ermafrodita) nelle Angiosperme
Organi sessuali del fiore ermafrodita
L’insieme degli stami forma l’androceo
Ovario + stilo + stigma = gineceo
stami
ovario
Microsporangi: sono dentro le «teche» che formano le
antere. Le antere sono portate dal filamento: stame
an
stame
teche
filamento
Struttura dello stame
nelle
Angiosperme
Sezione
trasv. di antera
(con 4 microsporangi)
Sviluppo dell’antera e formazione delle microspore e dei granuli
pollinici
tappeto
endotecio
cell. madri
microspore
esotecio
formazione dei
microsporangi
tetradi di
microspore
connettivo
granuli di
polline
tappeto
tetradi di
microspore
Esempi di alcuni granuli pollinici di Angiosperme, mostranti i tipi di
apertura e le caratteristiche di forma e superficie
Formazione del gametofito maschile
(rispetto alle Gimnosperme c’è una divisione in meno: dalla prima divisione della
cellula generativa si originano i due gameti maschili, o cellule spermatiche)
Granuli pollinici di angiosperme che hanno emesso il
tubetto pollinico (microgametofiti)
FORMAZIONE DEL
GAMETOFITO
FEMMINILE
giovane ovulo
Megaspora funzionale
Sviluppo del gametofito femminile
(sacco embrionale)
sinergidi e
cellula uovo
(al centro)
Gametofito
femminile maturo
(ridotto a 7 cellule +
la cellula uovo !)
nuclei polari
antipodi
Doppia fecondazione: uno dei due gameti maschili (nuclei spermatici) si
unisce coi due nuclei polari femminili: si forma una cellula 3n: è la prima
dell’endosperma del seme della angiosperme
Vantaggi evolutivi della doppia fecondazione:
-entrambi i gameti maschili effettuano una fecondazione
- il tessuto di riserva si forma solo dopo che è avvenuta la
formazione dello zigote (o simultaneamente). Non c’è rischio
di «investimenti sbagliati» (= spreco di energia)
- l’endosperma triploide (secondario) delle angiosperme ha
spesso maggiore valore nutriente di quello delle gimnosperme
Sviluppo dell’embrione (dicotiledone)
Seme maturo in sezione
longitudinale
Ovulo appena fecondato
Embrione
Endosperma
triploide
Tegumento
Esempio di semi di angiosperme: grande variabilità
esempi di semi di dicotiledoni
Germinazione epigea: i cotiledoni
emergono dal suolo grazie
all’allungamento dell’ipocotile.
:
Germinazione ipogea: i cotiledoni rimangono sotto terra; l’emersione dal
suolo avviene grazie all’allungamento dell’epicotile
Esempi di semi di mono-cotiledoni
Germinazione del seme
nelle monocotiledoni: La
radice primaria abortisce e
si formano al suo posto
numerose radici avventizie
Il frutto
• Deriva dalla trasformazione dell’ovario
durante la maturazione del seme
• Involucro di forma e spessore variabile che
contiene e protegge i semi, favorendone la
dispersione
• Si distinguono tre parti: esocarpo,
mesocarpo, endocarpo. Assieme formano il
pericarpo
Classificazione dei frutti
• Pericarpo disidratato e coriaceo: frutti
secchi (es. noce). Il valore nutritivo è
nell’endosperma dei semi
• Pericarpo ricco d’acqua: frutti carnosi (es.
bacca). Il valore nutritivo è nel frutto stesso
• Derivati da un ovario con singolo carpello:
monocarpellari (es.: legume).
• Derivati da un ovario con più carpelli
(pluricarpellari), saldati (sincarpici) o liberi
(apocarpici).
Frutti secchi indeiscenti
Frutti secchi deiscenti
Frutti carnosi
Frutti composti
Infruttescenz
e
Falsi frutti
tipi di frutti
Frutti secchi
Frutti carnosi
Angiosperme:
dispersione di frutti e
semi
piante autocore
(provvedono da sole
alla diffusione)
Ecballium elaterium
Lathyrus: le valve del legume a
maturità si aprono di scatto,
lanciando i semi a distanza
Ecballium elaterium: a maturità il
frutto si stacca improvvisamente
dal peduncolo scagliando i semi
Angiosperme:
dispersione di frutti e semi
piante anemocore
(sfruttano il vento)
esempi di frutti adattati alla
dispersione anemocora
capsule di pioppo con semi
muniti di peli
Angiosperme:
dispersione di frutti e semi
piante barocore
(si diffondono grazie al
loro peso)
esempi di frutti e semi adattati alla
dispersione barocora
Aesculus hippocastanum
ghiande di Quercus robur
Angiosperme:
dispersione di frutti e semi
piante zoocore: epizoocoria (trasporto su animali)
frutto di Bidens
frutti di Daucus (carota)
involucri di infruttescenze
di Arctium (lappola)
Prunus cerasus
Angiosperme:
dispersione di frutti e
semi
piante zoocore: endozoocoria (ingeriti e
poi espulsi da animali)
Vaccinium myrtillus
Prunus spinosa
Frutto come fonte alimentare per la fauna
Prunus cerasus
I frutti di molte specie sono ricchi di acqua (frutti carnosi)
Contengono:
• Zuccheri e carboidrati
• Acidi organici (malico tartarico, citrico, ascorbico) con funzioni
antiossidanti e di regolazione
dellaspinosa
digestione
Prunus
• Sostanze polifenoliche (tannini): regolatrici di pH e della flora batterica
intestinale
• Sostanze proteiche (Graminacee)
• Ma alcune: sostanze tossiche (es. Hedera helix
Sistematica filogenetica delle Angiosperme
Le più antiche Angiosperme
Magnolia (Magnoliidi)
Amborella trichopoda – Nuova Caledonia
Nymphaea alba
Alloro (Laurus nobilis L.) un esempio autoctono del
gruppo delle Magnoliidi
Monocotiledoni: caratteri fondamentali
1. Un solo cotiledone
2. Apparato radicale fascicolato con radici avventizie
3. Fusto con fasci cribrovascolari sparsi (atactostele)
4. Assenza di accrescimento secondario (solo «erbe» !)
5. Foglie con nervature parallele
6. Fiori trimeri (3 o multipli di 3)
7. Polline con un solo solco per la germinazione
Fiore di Lilium con perigonio a 6 tepali e
androceo di 6 stami
Eu-dicotiledoni: caratteri fondamentali
1. Due cotiledoni
2. Apparato radicale a fittone
3. Fusto con fasci cribrovascolari in cerchia regolare (eustele)
4. Spesso con accrescimento secondario (non solo erbe: arbusti, alberi… !)
5. Foglie con nervatura pennata (penninervie)
6. Fiori tetrameri o pentameri (4-5 o multipli)
7. Polline con tre solchi per la germinazione
Fiore di Caryophyllacea (gen.
Cerastium) con calice a 5 sepali, corolla
a 5 petali e androceo a 10 stami
