CONOSCERE LE PIANTE Breve guida alle meraviglie dei nostri prati a cura di Gianpaolo Michelutti Il presente manuale ha uno scopo puramente divulgativo e di pubblica informazione gratuita. Il materiale utilizzato ed eventualmente coperto dal diritto d'autore rimane d'esclusiva proprietà dei proprietari che in qualsiasi momento potranno chiedere che venga rimosso, inviando una richiesta scritta alla Segreteria dell'Unitre di Sesto Calende ([email protected]). Sesto Calende, giugno 2013 UNITRE - SESTO CALENDE CONOSCERE LE PIANTE Breve guida alle meraviglie dei nostri prati La sistematica Classificare è un’esigenza naturale nell’uomo e significa fare ordine all’interno di un insieme eterogeneo, raggruppando gli elementi in categorie più o meno omogenee al loro interno. Così procediamo anche quando facciamo ordine tra le carte della nostra scrivania. Gli esseri viventi sono molto numerosi e diventa perciò necessario organizzarli in modo che si possano trattare e studiare con maggior facilità. La SISTEMATICA è la scienza che raggruppa gli esseri viventi in unità sistematiche in base alle loro caratteristiche peculiari. Appare evidente come questi raggruppamenti siano opinabili e come di fatto in natura non esistano divisioni nette. Il primo passo: la specie Il primo passo nell’ordinare un insieme caotico è quello di individuare l’unità elementare : in botanica e in zoologia questa unità è la specie. Secondo la definizione classica la specie è l’unità di base che indica l'insieme degli esseri viventi con caratteri morfologici simili, in grado di accoppiarsi e generare prole feconda. I vegetali sfuggono però in parte a questa definizione, per la grande varietà dei loro meccanismi riproduttivi che consentono l’ibridazione con progenie fertile non solo tra specie diverse dello stesso genere (il genere è il livello superiore alla specie), ma addirittura tra specie di generi diversi. L’approccio evoluzionistico, che è alla base della biologia attuale, ha messo in crisi il concetto di specie come entità fissa: ogni gruppo di viventi non è più considerato un’entità fissa e immutabile, ma è soggetto a continuo mutamento e viene osservato in una fase della sua evoluzione. Diventa dunque importante evidenziare le relazioni di parentela evolutiva (affinità filogenetiche) fra gli individui considerati. Oggi sempre maggiore importanza rivestono le misurazioni di affinità degli acidi nucleici, in particolare del DNA presente nel nucleo e negli organuli cellulari. In definitiva, la specie rischia di essere una categoria astratta artificiale inventata dall’uomo per schematizzare una realtà che è in continuo mutamento, sia nel tempo che nello spazio. Tuttavia in una sistematica di tipo applicativo il concetto di specie morfologica (morfospecie) si rivela nella maggior parte dei casi sufficientemente funzionale. Secondo questa interpretazione, la specie viene definita sulla base delle caratteristiche morfologiche che la distinguono dalle altre. Dalla specie al Regno Individuare le unità elementari (le singole specie) non è sufficiente: è necessario raggruppare le specie in un sistema coerente di categorie ordinate gerarchicamente. E così le specie che concordano nella maggior parte dei caratteri vengono raggruppate in Generi, i Generi in Famiglie, queste in Ordini, poi in Classi, in Divisioni (Phylum) e finalmente in Regni. Linneo raggruppa gli organismi sulla base delle similitudini e delle differenze delle caratteristiche morfologiche osservabili. Con le teorie evoluzionistiche (Darwin, 1859) gli organismi viventi vengono raggruppati tenendo conto del loro processo evolutivo (filogenesi), per cui soltanto i gruppi che condividono un antenato comune recente (monofiletici) possono costituire una categoria sistematica. Come già detto, in tempi più recenti anche questo approccio potrebbe essere superato da quelli basati CONOSCERE LE PIANTE 3 UNITRE - SESTO CALENDE sull'analisi molecolare (DNA). Al di sopra del genere, ciascuna delle categorie indicate ha una sua desinenza caratteristica: -aceae per la famiglia -ales per l'ordine -opsida per la classe -phyta per la divisione o phylum Un esempio Il pisello a fiori bianchi e il pisello a fiori rossi sono quasi identici: appartengono entrambi al genere Pisum, ma hanno nomi di specie differenti (sativum, arvense). Il fagiolo differisce dalle due specie di pisello molto più che queste tra loro (foglie differenti, stipole piccole, fusto volubile, ma non rampicante) e per questo appartiene ad un genere diverso : Phaseolus. Ma entrambi hanno fiori ugualmente conformati ed anche i frutti sono dei legumi per entrambi: allora appartengono alla stessa famiglia, quella delle Leguminose (Faboidee). Un po’ di storia Linneo Tentativi di classificazione sono esistiti fin dall'antichità (Aristotele e Plinio il Vecchio) ma è con il Systema Naturæ (1758) di Carl Nilsson Linnaeus, divenuto Carl von Linné in seguito all'acquisizione di un titolo nobiliare e noto ai più semplicemente come Linneo che la sistematica acquista una forma scientifica. Linneo prevedeva due suddivisioni principali (regni) per gli esseri viventi: vegetali e animali (oltre ai minerali). I primi erano rappresentati da organismi fissi sul terreno, in grado di compiere la fotosintesi ed altri organismi unicellulari come batteri, alghe e funghi (organismi autotrofi); degli animali (organismi eterotrofi), facevano parte organismi capaci di movimento compresi anche i Protozoi. Linneo propose anche la suddivisione tuttora adottata degli esseri viventi in categorie gerarchiche, che partendo dal livello più basso (la specie) sono: Specie, Genere, Famiglia, Ordine, Classe, Divisione (Phylum), Regno; in questo modo le Specie tra loro simile venivano raggruppate ad un livello più alto in Generi, i Generi in Famiglie e così via. Linneo raggruppa gli organismi sulla base delle similitudini e differenze delle caratteristiche morfologiche osservabili (soprattutto la somiglianza degli organi sessuali) e non tiene conto dei processi evolutivi (a lui sconosciuti). E. H. Haeckel Ernst Heinrich Haeckel ha mappato un albero genealogico relativo a tutte le forme di vita (1866) e coniato molti termini in biologia, come antropogenia, ecologia, phylum, filogenesi, cellule staminali, e regno dei protisti. Haeckel ha promosso e reso popolare l'opera di Charles Darwin, che è alla base della filogenesi. La filogenesi è il processo di ramificazione delle linee di discendenza nell'evoluzione della vita. La sua ricostruzione è fondamentale per la sistematica che si occupa di ricostruire le relazioni di parentela evolutiva di gruppi e di organismi a qualunque livello sistematico. Un albero filogenetico è un diagramma che mostra le relazioni fondamentali di discendenza comune di gruppi di organismi (in figura l'albero della vita). CONOSCERE LE PIANTE 4 UNITRE - SESTO CALENDE La nomenclatura binomia Linneo dette importanza al genere come categoria sistematica superiore che raggruppa specie tra loro simili e propose nell’opera “Species plantarum” (1753) di adottare i due nomi Genere e specie uniti "solidalmente" (prima il genere e poi la specie) espressi in lingua latina, per identificare l'individuo, dando inizio ufficialmente alla nomenclatura binomia, che viene tuttora usata in botanica e in zoologia. Il nome completo di una specie comprende quindi: Al primo posto il nome del Genere in corsivo e con la maiuscola iniziale al secondo posto il nome della specie in corsivo, infine l’iniziale dell’ Autore che ha descritto per primo la specie. Ad esempio, il nome scientifico del Lampone sarà : Rubus idaeus L. dove Rubus è il nome del Genere, idaeus quello della specie, L. l'iniziale dell'autore. Le proposte avanzate dagli studiosi La suddivisione in categorie sistematiche degli esseri viventi è una costruzione umana e dunque soggetta agli sviluppi dei metodi scientifici, oltre che alle opinioni personali dei vari studiosi e, ovviamente, dipende dai caratteri che vengono ritenuti più importanti per definire i vari gruppi. La tabella mostra alcune delle proposte avanzate per i Regni ed i Domini degli esseri viventi. Qui consideriamo lo schema di Whittaker (1969) che prevede cinque regni. MONERE. Organismi unicellulari privi di un nucleo morfologicamente definito. Il DNA, non legato a proteine, risulta raccolto nel citoplasma in uno o più corpi cromatici o nucleoidi. (Batteri, Alghe azzurre). PROTISTI. Organismi unicellulari con un nucleo ben definito, possono essere considerati ai confini tra i regni delle piante, degli animali e dei funghi. (Alghe Diatomee, Protozoi). FUNGHI. Organismi pluricellulari eterotrofi (non in grado di sintetizzare autonomamente le molecole organiche a partire da molecole inorganiche, devono far riferimento a composti organici precedentemente sintetizzati da altri organismi, che sono invece detti autotrofi, come ad esempio tutte le piante che posseggono clorofilla). In genere sono saprofiti (si nutrono di sostanze morte) e simbionti, ma anche parassiti. CONOSCERE LE PIANTE 5 UNITRE - SESTO CALENDE PIANTE. Organismi pluricellulari autotrofi con pareti cellulari a base di cellulosa. ANIMALI. Organismi pluricellulari eterotrofi, con cellule circondate da collagene e glicoproteine elastiche e un corpo differenziato in quattro tessuti distinti: epiteliare, connettivo, muscolare e nervoso ed un apparato digerente. CONOSCERE LE PIANTE 6 UNITRE - SESTO CALENDE Il regno delle piante Il regno delle piante viene suddiviso, secondo la maggior parte degli autori, nelle 15 divisioni dello schema. Alcuni autori hanno considerato altri caratteri distintivi, che hanno dato vita a differenti raggruppamenti. All'atto pratico, per chi è interessato al riconoscimento di una specie, il gruppo sistematico nel quale essa è inquadrata a livello di divisione o classe non è tuttavia importante. tessuti conduttori riproduzione SuperDivisione DIVISIONE (PHYLUM) ALGHE VERDI Alghe ALGHE ROSSE assenti (Piante non vascolari) MUSCHI EPATICHE ANTOCERI Crittogame Briofite (propagazione per mezzo di spore) Pteridofite presenti (Piante vascolari) Tracheofite Fanerogame Spermatofite (producono semi) CLASSE (Chlorophyta, Charophyta) (Rhodophyta) (Bryophyta) (Hepatophyta) (Anthocerophyta1) PSILOFITE (Psilotophyta2) EQUISETI (Equisetophyta) LICOPODI (Lycophyta) SELAGINELLE (Lycophyta) FELCI (Pterophyta) CICADOFITE Gimnosperme GINKGOFITE (semi nudi) CONIFERE GNETOFITE Cycadophyta) (Ginkgophyta) (Coniferophyta) (Gnetophyta) Angiosperme MAGNOLIOFITE (Angiosperme) Monocotiledoni (semi protetti (Magnoliophyta) Dicotiledoni da un ovario) (1) simili alle epatiche (2) piccole piante vascolari tropicali Ecco un esempio di classificazione. Si tratta ancora del lampone, il cui nome completo è Rubus idaeus L. Regno : Divisione: Classe : Ordine : Plantae (Piante) Magnoliophyta (Angiosperme) Magnoliopsida (Dicotiledoni ) Rosales Famiglia : Genere : specie : Autore : Rosaceae Rubus idaeus L. (Linneo ) Come osservare le piante Che cosa serve per osservare i fiori: una lente di ingrandimento (5-10x), una pinzetta e degli aghi, bustine di carta o tubetti per i frutti o i semi, un quaderno di appunti ed una penna. CONOSCERE LE PIANTE 7 UNITRE - SESTO CALENDE Se si è alle prese con particolari molto piccoli (come i fiori delle graminacee) è consigliabile l’uso di un microscopio binoculare a 10-40 ingrandimenti. ... E SERVE ANCHE UN BUON LIBRO CON LE CHIAVI DI DETERMINAZIONE E DELLE BELLE FIGURE ! L’opera più importante sulla flora italiana è “La flora d’Italia” coordinata da Sandro Pignatti. Sono oltre 2000 pagine in tre i volumi che raccolgono tutte le informazioni utili per riconoscere le 5599 specie (e sottospecie) che componevano la flora italiana fino al 1982. L'opera si basa su chiavi dicotomiche che permettono l'individuazione della specie. Per ogni entità è stata inserita una breve descrizione, corredata da un disegno e da altre informazioni, quali la quota e l'ambiente in cui vive, il periodo di fioritura ed una cartina di distribuzione sul territorio italiano. Questi tre libri, benché ormai datati, restano uno strumento indispensabile per lo studio della botanica e della flora italiana. L’erbario Anticamente l'erbario era un libro che descriveva l'aspetto, le proprietà medicinali e altre caratteristiche (semina, raccolta...) delle piante usate in medicina (erbari figurati). Il primo erbario conosciuto è quello di Dioscoride, un medico di origine greca del I secolo d.C. Oggi indica : una raccolta di piante essiccate (essiccata); una struttura museale dedicata alla raccolta completa e sistematica delle specie ordinate in modo da poter essere conservate e consultate. Realizzare un erbario Raccolta dei campioni, che devono possedere tutte le parti necessarie per la determinazione. Essiccazione dei campioni tramite la compressione degli stessi tra due fogli di carta assorbente. In figura è mostrata una pressa per essicazione: gli esemplari sono inseriti fra due fogli di carta assorbente e tra un campione e quello successivo vi è un cartone corrugato (rigido). Etichettatura dei campioni essiccanti. L'etichetta prevede l'inserimento di varie informazioni tra cui: la denominazione scientifica della specie, la data di raccolta, il luogo di raccolta il raccoglitore, il determinatore, altre informazioni (colore delle foglie, dei ...). Montaggio dei campioni su fogli di carta bianca (meglio se cartoncino), poi collocati in una custodia protettiva. Protezione periodica delle piante dagli insetti e dai parassiti. Alcuni gruppi di piante (morbidi, voluminosi) non sono adatti all’essiccazione mediante pressatura e nemmeno alla stesura su fogli. Per queste piante, possono essere utilizzati altri metodi di preparazione e conservazione (ad esempio la liofilizzazione). CONOSCERE LE PIANTE 8 UNITRE - SESTO CALENDE Fotografare le piante Fotografare le piante e specialmente i fiori è un’attività che dà molte soddisfazioni e che ci fa scoprire spesso un mondo che nemmeno immaginiamo. Piante di dimensioni medio - grandi non servono attrezzature particolari. Qualsiasi fotocamera va bene. Foto ambientate: è conveniente utilizzare un obiettivo grandangolare, per la maggiore profondità di campo. Piante piccole o particolari. Serve un'attrezzatura per riprese macro: obiettivo macro (1), tubi di prolunga (2), lenti addizionali (3), anello d'inversione dell'ottica (4), soffietto. Le piante si nutrono: la fotosintesi clorofilliana Le piante assorbono anidride carbonica dall’aria e acqua dal terreno; * utilizzano l’energia della luce solare e la clorofilla come catalizzatore; * producono zuccheri per il nutrimento; * liberano ossigeno in atmosfera . La fotosintesi clorofilliana è un processo chimico grazie al quale le piante verdi e altri organismi producono sostanze organiche a partire dall'anidride carbonica atmosferica e dall’acqua, in presenza di luce solare. Durante la fotosintesi, con la mediazione della clorofilla (catalizzatore), la luce solare permette di convertire sei molecole di CO2 e sei molecole di H2O in una molecola di glucosio (C6H12O6) e di liberare nell'atmosfera, attraverso gli stomi, sei molecole di ossigeno. La fotosintesi clorofilliana è il processo di produzione primaria di composti organici da sostanze inorganiche nettamente dominante sulla Terra ed è l'unico processo biologicamente importante in grado di raccogliere l'energia solare, da cui, fondamentalmente, dipende la vita sulla Terra. La quantità di energia solare catturata dalla fotosintesi è immensa, ed equivale a circa sei volte quanto consuma attualmente la civiltà umana. CONOSCERE LE PIANTE 9 UNITRE - SESTO CALENDE Morfologia delle Angiosperme La radice La radice è la parte inferiore della pianta che generalmente si sviluppa nel terreno. Funzioni della radice assorbimento di acqua e sali minerali, essenziali per la vita della pianta, mediante i peli radicali; conduzione dei sali minerali verso le altre zone della pianta; ancoraggio: sostiene e mantiene la pianta attaccata al terreno; riserva: formata in gran parte da tessuto di riserva, è il principale organo di accumulo delle sostanze prodotte dalla fotosintesi; produzione di ormoni e sostanze tossiche che sembrano inibire l'accrescimento di radici secondarie ed ostacolare lo sviluppo di radici di piante vicine, favorire la divisione cellulare delle gemme laterali; respirazione: alcune radici modificate (pneumatofori) svolgono anche questa funzione; ecologica: imbrigliare il terreno, evitando smottamenti e frane. Struttura della radice (2) colletto : è il punto di inizio della radice. (3) radice principale: l’asse da cui si diramano le radici secondarie (4). (5) zona dei peli radicali destinati all’assorbimento. (6) cuffia o pileoriza: ha funzione protettiva. Che cosa osservare per la determinazione In genere si cerca di utilizzare altre parti della pianta per evitare di strapparla. Se è necessario esaminare anche la radice, gli elementi da osservare sono: tipologia della radice: a fittone, fascicolata o modificata; per la radice modificate: radici avventizie, tuberizzate e napiformi. Tipologia della radice (A) Radice a fittone: è la forma che di norma assume la radice primaria, quando è preponderante rispetto alle radici laterali. Funziona per tutta la vita della pianta spingendosi verticalmente nel terreno fino a profondità notevoli (dicotiledoni legnose e gimnosperme). (B) Radici fascicolate o affastellate: sono radici secondarie che accrescendosi raggiungono o superano la lunghezza ed il diametro della radice principale, diventando tutte radici principali con possibilità di formare radici laterali. CONOSCERE LE PIANTE 10 UNITRE - SESTO CALENDE Radici modificate. Radici avventizie. Nascono su altri organi della pianta (rami, foglie) e possono avere sia funzione di sostegno che di assorbimento. Presenti nelle Monocotiledoni, Pteridofite, stoloni, talee. Radici aggrappanti dell’edera. Radici colonnari sono radici avventizie che partono da un ramo e scendono sul terreno formando una specie di colonna di sostegno (Ficus). Radici aeree o pendenti . Alcune orchidee che vegetano su alberi tropicali lasciano pendere ciuffi di radici aeree per assorbire umidità. Radici tuberizzate, rizotubero. Sono radici ingrossate (simili per l'aspetto al tubero), contenenti importanti quantità di sostanze di riserva (Dahlia, orchidee). Radice napiforme con l'asse ingrossato rotondeggiante (Brassica rapa) o fusiforme (Daucus carota). Le radici delle piante bulbose (rizomi, tuberi, bulbi, bulbo-tuberi) simili per aspetto alle radici tuberizzate, sono tuttavia fusti ipogei, specializzati nell’accumulo di sostanze di riserva. Questi particolari fusti sono dotati di radici avventizie spesso fascicolate. Dahlia e Brassica rapa Mangrovia Radici respiratorie o pneumatofori, proprie dei terreni fangosi e acquitrinosi, riforniscono di ossigeno la pianta. Risalgono dal terreno verso l’alto (Taxodium - Mangrovie). Radici tabulari a forma compressa che scendono lungo il fusto come un contrafforte. (Ficus magnolioides). Austori, sono le radici delle piante parassite che penetrano nei tessuti conduttori della pianta ospite per succhiarne il contenuto (Cuscuta). CONOSCERE LE PIANTE 11 UNITRE - SESTO CALENDE Il fusto Il fusto o caule, erbaceo o legnoso, è la parte aerea delle piante vascolari. Nella maggior parte dei fusti si distinguono nodi e internodi: i nodi sono i punti in cui sono inserite le foglie, mentre gli internodi sono i segmenti compresi tra due nodi successivi. Quando il fusto è assente o molto ridotto la pianta si dice acaule. Quando il fusto è privo di foglie si dice afillo. In questo caso la funzione clorofilliana viene svolta da altri organi, quali i fusti e in qualche caso anche le radici. Funzioni del fusto meccanica: costituisce l’asse scheletrico della pianta; porta i rami le foglie, i fiori e i frutti. fisiologica: collega radici e foglie mediante i tessuti conduttori che trasportano l’acqua e i sali minerali dalle radici verso le foglie e la linfa da queste a tutta la pianta; porta le gemme, all’apice dei rami (apicali), all’ascella delle foglie (ascellari) o su altre parti della pianta (avventizie) che danno origine a nuovi rami e foglie (foglifere) o ai fiori (fiorifere). accrescimento in lunghezza dovuto all’attività delle gemme apicali (cellule meristematiche). Nelle piante legnose (alcune Dicotiledoni e tutte le Gimnosperme) l’ingrossamento dei fusti è dovuto ad un particolare tessuto detto cambio, assente nelle monocotiledoni. organo di riserva (rizoma, bulbo, tubero). Che cosa osservare per la determinazione La consistenza del fusto: erbaceo, legnoso; la tipologia dei fusti erbacei: stelo, culmo, calamo, scapo; la tipologia dei fusti legnosi: Albero, frutice, suffrutice, sarmento; il portamento della pianta: eretto, prostrato, rampicante, volubile, nutante; se necessario si può osservare la tipologia dei fusti ipogei: tubero, bulbo, rizoma; la presenza di fusti modificati: stoloni, cladodi, fusti carnosi, spine, viticci. Ramificazione del fusto Il fusto si sviluppa verso l'alto (geotropismo negativo) ed in genere presenta una ramificazione (altrimenti viene detto monocaule), che può essere: dicotomica: l'apice vegetativo si divide in due dando luogo a due rami terminali che a loro volta si dividono in due e così via. È tipica delle pteridofite (Lycopodium) ed è molto rara nelle spermatofite. laterale: dall'asse centrale si sviluppano i rami laterali è la più comune nelle spermatofite. Si hanno i casi seguenti. o ramificazione monopodiale quando il fusto centrale si sviluppa indefinitamente emettendo i rami laterali che restano ad esso subordinati. È la forma a cono o piramidale delle Conifere; o ramificazione simpodiale che si verifica quando la gemma apicale cessa di funzionare e l'accrescimento è regolato dalle gemme laterali (da due gemme opposte: a dicasio, da una gemma: a monocasio); presente in molte dicotiledoni erbacee e in tutte le monocotiledoni. CONOSCERE LE PIANTE 12 UNITRE - SESTO CALENDE Tipologia del fusto. A seconda dello sviluppo e della consistenza dei suoi tessuti il fusto si diversifica in: erbaceo e legnoso. Il fusto erbaceo Ha i tessuti non lignificati, è normalmente di colore verde. stelo, gambo, peduncolo fiorale sono termini generici che indicano un caule che porta foglie e fiori; culmo, cavo all'interno a livello degli internodi, ma pieno ai nodi (Triticum, bambù); calamo, fusto erbaceo vuoto all'interno con nodi soltanto alla base ed all’apice (Juncus, Carex); scapo, fusto senza foglie e rami o con foglie solo alla sua base, porta solo i fiori terminali (Tulipa, Leucojum); Il fusto legnoso Fusto rigido e solido per la presenza di lignina. suffrutice, o cespuglio: ramificato dalla base, con rami basali lignificati, rami superiori erbacei (rosa, timo); arbusto, o frutice: ramificato sin dalla base, non raggiunge i 5 m in altezza, ma i suoi rami sono tutti legnosi (biancospino); albero: se le ramificazioni iniziano ad una certa altezza e supera normalmente i 5 m. (betulla...); stipite: fusto eretto non ramificato terminante all'apice con una corona di foglie (palma). sarmento, un fusto legnoso molto sviluppato in lunghezza e perciò debole, bisognoso di sostegno (vite). Portamento del fusto eretto: diretto verso l'alto; prostrato o strisciante: disteso sul terreno con tutti i suoi rami senza produrre radici (Salix reticulata); reptante: adagiato al terreno, ma con radici avventizie ai nodi (Trifolium repens); ascendente: cresce prima prostrato e poi eretto (Saxifraga adscendens); rampicanti: si attacca ai sostegni con rametti (o porzioni di foglia) trasformati in filamenti detti cirri o viticci (Vitis, Lathyrus). radicante: si aggrappa mediante radici avventizie (edera); volubile: si avvolge attorno ad un supporto (Convolvulus); nutante: inclinato prima della fioritura (Silene nutans). Superficie del fusto glabro: sprovvisto di peli; tomentoso: completamente ricoperto da una morbida, esile e fitta peluria, che maschera il colore sottostante; pubescente: con peli corti e morbidi; aculeato: munito di aculei (rosa); spinoso: munito di spine (biancospino). CONOSCERE LE PIANTE 13 UNITRE - SESTO CALENDE Fusti ipogei Si sviluppano nel terreno subendo particolari modificazioni. tubero: ramo ipogeo che assume forma globosa e ingrossata ed ha funzioni di riserva (in genere amido), dotato di gemme (occhi) capaci di originare fusti aerei (patata, ciclamino); bulbo: composto da un corto asse di forma discoidale (girello) munito di radici nella parte inferiore e avvolto da foglie trasformate in squame carnose (catafilli) ricche di sostanze di riserva; Dalla gemma centrale del girello si sviluppano le foglie e le parti aeree della pianta. bulbo tunicato: le squame avvolgono completamente il disco (cipolla); bulbo squamoso: le squame sono embricate (giglio). rizoma: fusto strisciante ipogeo, a decorso orizzontale con ai nodi gemme che svilupperanno fusti erbacei (polloni), ed inferiormente radici avventizie fascicolate. Ha funzioni di accumulo di sostanze di riserva (mughetto, felci). Bulbo Tubero Rizoma bulbillo: è un piccolo bulbo che si forma alla base del bulbo principale, ma anche all'infiorescenza (Allium), o all'ascella delle foglie (Lilium bulbiferum subsp. bulbiferum); cadendo sul substrato danno origine a nuove piante. Fusti modificati Stoloni: fusti striscianti che partendo dal colletto della pianta si sviluppano orizzontalmente e si radicano nel terreno, facendo nascere nuove piantine (riproduzione vegetativa: Fragaria , Potentilla). Cladodi o fillocladi: fusti o rami compressi ed appiattiti di colore verde, capaci di attività fotosintetica, presenti quando le vere foglie sono ridotte o trasformate in spine; possono mantenere l'aspetto caulinare (ginestra) o assumere l'aspetto fogliare (Ruscus, Opuntia); Fusti succulenti: adattamento al clima arido, sono costituiti da un tessuto capace di immagazzinare molta acqua, e le foglie trasformate in spine per limitare l'evaporazione e l'esposizione al sole della loro superficie. ("piante grasse“, Opunzia); Spine: sono rami (Crategus) o foglie (stipole) modificati (Robinia pseudoacacia), che hanno funzioni di difesa della pianta dagli animali erbivori. Diversa origine hanno gli aculei della Rosa che sono escrescenze di origine epidermica. Viticci o cirri: sono rametti modificati, o porzioni di foglie modificate, che si avvolgono ad un sostegno per sorreggere la pianta (Vitis vinifera); talvolta sono muniti di piccole ventose come la Vite americana (Parthenocissus quinquefolia) e sono detti viticci adesivi. CONOSCERE LE PIANTE 14 UNITRE - SESTO CALENDE La foglia Le foglie normali (nomofilli) sono organi aerei, inseriti in corrispondenza dei nodi del caule, a forma generalmente laminare, espansa e sottile, di solito verde. Funzioni della foglia regolare gli scambi gassosi e il bilancio idrico della pianta (traspirazione e respirazione); svolgere il processo di assimilazione e fotosintesi clorofilliana, necessari alla vita della pianta; riserva nutritizia; catturare piccoli animali nelle poche specie carnivore (Drosera). Aspetto della foglia aghiforme: a forma di ago (Pinus); a sezione cilindrica o prismatica ; laminare (caso tipico); carnosa (Sedum). Parti della foglia delle Angiosperme picciolo: la parte che collega la foglia al ramo; se manca, la foglia è sessile; guaina: l’estremità per lo più allargata del picciolo, con la quale esso si unisce al ramo; lamina o lembo: la superficie della foglia, generalmente estesa per favorire gli scambi di gas con l'esterno e l'evaporazione dell'acqua; distinta in pagina superiore ed inferiore. stipole, espansioni laminari di aspetto fogliaceo o membranaceo/scarioso, talvolta spinescenti alla base del picciolo, a volte assenti o caduche. ligula: espansione della guaina fogliare delle Poaceae e Cyperaceae che serve a proteggere la pianta dall’acqua. Può essere membranosa, una frangia di peli o assente (figura a lato). Che cosa osservare per la determinazione comportamento rispetto al fusto: o l’ inserzione sul fusto; o Il portamento rispetto al fusto; o La disposizione delle foglie; tipologia della foglia o foglia semplice, composta; o disposizione delle foglioline nella foglia composta: caratteristiche della foglia o nervature o incisioni della lamina e del margine o forma dell’apice, forma della lamina, forma della base o Rapporto lunghezza / larghezza della lamina CONOSCERE LE PIANTE 15 UNITRE - SESTO CALENDE Comportamento rispetto al fusto Inserzione della foglia sul fusto sessile: priva di picciolo; picciolata: munita di picciolo; guainante: la guaina si allarga alla base e abbraccia gran parte del caule; amplessicaule: la foglia sessile abbraccia completamente il caule; perfogliata: il fusto attraversa la lamina; sono foglie sessili le cui orecchiette si saldano alla base; connata : quando due foglie opposte hanno la base del lembo saldata (Lonicera); peltata: quando il picciolo si inserisce nel centro del lembo; decorrente: la lamina si prolunga sul fusto con due ali. Portamento della foglia rispetto al fusto appressate o erette: aderenti al fusto; patenti: formano col fusto un angolo retto; riflesse: incurvate verso il basso. Disposizione sul fusto in rosetta basale: le foglie sono raccolte alla base del caule; alterne : una foglia per nodo. distiche: disposte su un piano (Solanum dulcamara). spiralate: disposte su piani diversi (Sedum sexangulare); è la disposizione più comune. opposte: due foglie per nodo. distiche: disposte su un piano (Lonicera nigra) decussate: disposte su piani ortogonali (Euphorbia lathyris) verticillate: 3 o più foglie per nodo. CONOSCERE LE PIANTE 16 UNITRE - SESTO CALENDE Tipologia della foglia semplice: quando ha una sola lamina fogliare ; composta: formata da molte foglioline inserite sul rachide , che deriva dalla trasformazione della nervatura centrale. Disposizione delle foglioline nelle foglie composte pennate: foglioline disposte sul rachide come le barbe di una penna; imparipennate: in numero dispari e apice terminante con un segmento; paripennate: foglioline pari e apice senza segmenti o terminante con un cirro o mucrone (breve punta diritta). bipennate/tripennate: le foglioline si dividono ulteriormente in due/ tre parti risultando a loro volte composte. palmato-composta: foglioline inserite in un unico punto, in corrispondenza del picciolo . Caratteristiche della foglia Nervature nelle foglie laminari parallelinervie: non esiste una nervatura principale e le nervature parallele tra loro e percorrono la foglia confluendo all'apice; penninervie: quando si distingue un nervo centrale più grosso al quale confluiscono nervi laterali più sottili; palminervie: con diverse nervature principali disposte a ventaglio, che partono tutte dal punto d’inserzione del picciolo. Durata della foglia piante sempreverdi: quando le foglie cadono gradualmente, dopo lo sviluppo delle nuove foglie rivestendo la pianta per tutto l'anno (Conifere); piante a foglie caduche, quando cadono prima o immediatamente dopo la maturazione del frutto. Il margine e il contorno nelle foglie laminari margine: linea o insieme di linee chiuse, comunque complesse, che costituiscono il bordo fisico della foglia; contorno: inviluppo del margine fogliare, costituito da un’unica linea chiusa mai concava. CONOSCERE LE PIANTE 17 UNITRE - SESTO CALENDE Incisioni della lamina (SL= semilamina: distanza fra il margine e la nervatura centrale -) intera: senza lobi o incisioni, lobata o fessa: incisioni minori della metà della semilamina SL; fida: incisioni pari a metà della semilamina SL; partita: : incisioni ½ - 4/5 della semilamina SL; setta:incisioni che raggiungono il nervo centrale o quasi. Incisioni del margine liscio: privo di incisioni; sinuoso: incisioni poco profonde simili a onde; dentato: con denti acuti perpendicolari al margine; seghettato: con piccoli dentelli acuti inclinati verso l'apice; crenato: se ha sporgenze a contorno arrotondato; scabro: con dentelli molto piccoli; spinoso: con peli o setole rigide e pungenti sul bordo Forma della lamina fogliare aghiforme: molto stretta ed allungata a sezione cilindrica o prismatica (Pinus); lineare: molto allungata (oltre 6/10 volte la larghezza), stretta e piatta, con i margini paralleli; lanceolata: a forma di punta di lancia, lunga 2-6 volte la larghezza, si allarga alla base ; oblanceolata: a forma di lancia con la parte più stretta in basso; CONOSCERE LE PIANTE 18 UNITRE - SESTO CALENDE spatolata: allargata all'apice e gradatamente ristretta alla base, come una spatola; ovata / obovata: ha forma ovale con la parte più larga in basso/in alto, lunga meno di 2 volte la larghezza; ellittica / rotonda /triangolare /pentagonale: ha la forma di un ellisse / cerchio / triangolo / pentagono; cordata: a forma di cuore allungata ed appuntita all'apice; reniforme: a forma di rene, arrotondata all’apice con un incavo alla base; Forme della lamina particolari roncinata: pennatopartita con lobi diseguali e diretti verso la base; lirata: pennatosetta con lobo apicale intero, molto maggiore degli altri. flabellata: a ventaglio leggermente bilobata e percorsa da un numero elevato di nervature dicotome (Ginkgo biloba) Forma dell’apice della lamina fogliare acuminato: l’apice si assottiglia gradatamente; acuto / ottuso: termina con un angolo acuto / ottuso; arrotondato: è arrotondato; mucronato: termina con una punta breve e sottile (mucrone); aristato: munita di resta (punta sottile e allungata); retuso: con una piccola insenatura; smarginato: con insenatura più profonda. CONOSCERE LE PIANTE 19 UNITRE - SESTO CALENDE Forma della base della lamina fogliare cuneata: a forma di cuneo, si restringe gradualmente; acuta / ottusa: termina ad angolo acuto / ottuso; arrotondata: è arrotondata; tronca: termina bruscamente (l’angolo è di 180°); asimmetrica: con un lobo basale più sviluppato dell'altro; astata: a forma di lancia, con due appendici acute e divergenti alla base; sagittata: base con due lobi appuntiti, somiglianti a una freccia; cordata: a forma di cuore. Caratteristiche della superficie della lamina glabra o nuda: completamente priva di peli; pelosa: ricoperta di peli in genere. pubescente: ricoperta di peluria breve e fitta; tomentosa, : ricoperta da una fitta peluria cotonosa, bianca e molle (tomento); villosa, ricoperta di peli lunghi, morbidi e biancastri; barbata, con peli lunghi e rigidi, poco folti; cigliata, con peli lungo il margine del lembo; lanuginosa: peli lunghi, morbidi e flessuosi come la lana; ragnatelosa, con peli morbidi, lunghi e sottili come una ragnatela; ispida, irsuta: ruvida e irta di peli duri, rigidi; scabra: ruvida al tocco per peli corti, duri e rigidi; spinosa: se ha peli o setole rigide e pungenti sulla lamina; ghiandolosa, con ghiandole o peli ghiandolari (Menta); pruinosa: ricoperta di pruina (piccoli granelli di cera con funzione protettiva); tubercolata: ricoperta da escrescenze; verrucosa: ricoperta da verruche; rugosa: ricoperta da rughe. Tipi di peli unicellulari: costituiti da una sola cellula; pluricellulari: costituiti da più cellule; questi possono essere: piumosi: con brevi ramificazioni laterali; stellati: ramificati a forma di stella. semplici: non ramificati. Tra questi: uncinati all'apice; urticanti: fragili e ripieni di una sostanza urticante; ghiandolari: ghiandole portate da lunghi peduncoli simili a peli ingrossati all'apice a mo' di spillo. CONOSCERE LE PIANTE 20 UNITRE - SESTO CALENDE Eterofillia È il fenomeno per cui una pianta produce foglie di due o più forme diverse. Due esempi. Ranunculus aquatilis: le foglie emerse sono reniformi-lobate, quelle immerse sono filiformi. Sagittaria sagittifolia: le foglie emerse sono sagittate, le foglie galleggianti sono ellittiche, quelle immerse sono nastriformi. Foglie modificate cirri: organi di attacco prensili delle specie rampicanti derivanti dalla continuazione del rachide o dalla trasformazione dell'intera foglia; in questo caso le stipole sostituiscono la foglia nelle sue funzioni. spine: per difendersi dalla eccessiva traspirazione e dalla predazione degli erbivori brattee, bratteole: foglie modificate poste nella parte superiore del fusto sugli assi fioriferi che accompagnano il fiore o le infiorescenze. squame: foglie metamorfosate, con funzione protettiva e/o di riserva nei bulbi, tuberi e rizomi, hanno consistenza carnosa o papiracea. foglie carnose: immagazzinano acqua nei climi aridi (semprevivo); cotiledoni : foglioline carnose (una o due) che si formano nel seme come organi di riserva destinati a nutrire l’embrione; ascidi: sono le foglie delle piante carnivore trasformate per catturare piccoli insetti ed assorbirne lem parti molli False foglie cladodi (sono fusti). CONOSCERE LE PIANTE 21 UNITRE - SESTO CALENDE Il fiore delle Angiosperme Il Fiore è un organo esclusivo delle Angiosperme che contiene e protegge l'apparato riproduttore della pianta. Esso è formato da un ramo trasformato (peduncolo) sul quale sono inseriti alcuni verticilli (almeno 4 nei fiori completi) di foglie variamente trasformate dette foglie fiorali (antofilli). La conformazione del fiore riveste particolare importanza per la determinazione della pianta. Funzioni del fiore Produrre e proteggere il polline e gli ovuli; Determinare mediante la propria struttura le strategie adottate per l'impollinazione; Presiedere alla fecondazione e al successivo sviluppo dell’embrione; Formare il frutto; Diffondere il seme. Parti del fiore peduncolo o stelo: collega il fiore al ramo; alla sua base del si trova spesso una brattea; se il peduncolo manca il fiore è sessile; ricettacolo o talamo: è la parte terminale allargata del peduncolo; su di esso si inseriscono i verticilli che compongono il fiore; almeno quattro verticilli di foglie modificate (antofilli) nei fiori “completi”; alcuni verticilli possono mancare nei fiori “incompleti”: calice: formato dai sepali, corolla: formato dai petali, androceo: formato dagli stami, gineceo o pistillo: formato da ovario, stilo e stigma. Calice e corolla costituiscono l’involucro fiorale. Fiore completo: sono presenti l’involucro fiorale , l’androceo e il gineceo; fiore incompleto: mancano alcuni elementi. Nomenclatura secondo il numero dei verticilli inseriti sul ricettacolo Nella maggior parte delle Angiosperme gli antofilli sono disposti in verticilli (ricettacolo ciclico o verticillato), mentre in quelli più primitivi hanno una conformazione a spirale (ricettacolo aciclico) come Magnolia grandiflora, Nymphaea. n ciclico indica il numero di verticilli del fiore ciclico 1ciclico (monociclico): un solo verticillo di antofilli fertili; 2ciclico (diciclico): calice e androceo, o calice e gineceo; 4ciclico (tetraciclico) la maggior parte delle Angiosperme ; 5ciclico (pentaciclico), 6ciclico (esaciclico). secondo il numero degli elementi di ciascun verticillo n mero indica il numero degli elementi per ciascun ciclo. 1mero (monomero): 1 solo elemento (Typha) 2mero (dimero): 2 elementi (Papaveraceae) 3mero (trimero), 4mero (tetramero), 5mero (pentamero). CONOSCERE LE PIANTE 22 UNITRE - SESTO CALENDE Che cosa osservare per la determinazione Tipologia dell’involucro fiorale Fiori con calice e corolla ben distinti (perianzio, petali) Fiori senza distinzione fra calice e corolla (perigonio, tepali) Fiori privi di calice e corolla CALICE N° sepali sepali liberi, saldati simmetria: regolare, irregolare forma del calice gamosepalo COROLLA N° petali/tepali petali liberi, saldati simmetria: regolare, irregolare forma della corolla ANDROCEO N° stami e posizione stami liberi, saldati in vario modo conformazione filamenti e antere GINECEO POSIZIONE dell’OVARIO (supero, infero)! numero di carpelli carpelli liberi, saldati numero dei loculi struttura e forma stilo e stimma Sessualità fiori ermafroditi, unisessuali piante dioiche, monoiche Infiorescenze tipologia e forma infiorescenze cimose e racemose, semplici e composte L’involucro fiorale Tipologia dell’involucro fiorale : Perianzio e Perigonio Fiori con calice e corolla ben distinti (diclamidati): l’insieme di calice e corolla è detto perianzio. Il verticillo più esterno è detto calice e gli elementi che lo compongono sepali, il verticillo più interno costituisce la corolla e i singoli elementi sono detti petali. Fiori senza distinzione fra calice e corolla (monoclamidati): l’involucro fiorale è detto perigonio e gli elementi che lo compongono sono detti tepali. perigonio sepaloide : se i 2 verticilli sono verdi perigonio petaloide : se i suoi verticilli sono colorati (simili a petali). Fiori privi di calice e corolla (aclamidati o nudi): fiore ridotto ai soli organi sessuali. CONOSCERE LE PIANTE 23 UNITRE - SESTO CALENDE Il calice Durata e modificazioni In genere è formato da una serie di sepali solitamente verdi che proteggono la gemma fiorale prima che il fiore sbocci. Per la sua durata può essere: caduco se cade dopo la fecondazione, persistente quando rimane anche alla fruttificazione (mela). Può trasformarsi in pagliette in setole, pappo (ciuffo di peli piumosi), può diventare carnoso (mela) e avvolgere il frutto per favorire la disseminazione ad opera degli animali. Può diventare colorato (petaloideo) e assumere la funzione di richiamo (vessillifera) quando manca la corolla. Il calice può essere raddoppiato da un secondo involucro formato da brattee, detto calicetto o epicalice. Morfologia del calice Se i sepali sono liberi fra loro, il calice si dice dialisepalo, se invece sono uniti, anche per un breve tratto, il calice è gamosepalo. Elementi del calice gamosepalo il tubo, che è la parte dove i sepali restano uniti, il lembo, che è la porzione superiore, libera e dilatata, che può essere dentato se ha delle incisioni brevi, partito se le incisioni si estendono fino alla sua metà o setto se giungono quasi fino alla base, laciniato se è diviso in lacinie lunghe, sottili e appuntite. Tipologia del calice gamosepalo regolare (attinomorfo, cioè con simmetria radiale): le incisioni sono tutti uguali e ugualmente distanziate tra loro; irregolare: privo di piani di simmetria. se le incisioni formano due gruppi con caratteristiche differenti, il calice è labiato (o bilabiato); Forma del calice gamosepalo Campanulato: a forma di campana. Urceolato: simile ad un orcio. Tubuloso o cilindrico Clavato: tubuloso, ma allargato in alto. Vescicoso o inflato: che ha forma rigonfia. Compresso: che ha forma larga e schiacciata . La nomenclatura utilizzata per descrivere la forma del calice dialisepalo ricorda quella vista per la forma della lamina fogliare. La corolla In relazione al numero dei petali la corolla si dice: dimera (2mera), trimera, (3mera), tetramera (4mera), pentamera (5mera). CONOSCERE LE PIANTE 24 UNITRE - SESTO CALENDE I petali Colorati a tinte quasi sempre vivaci, sono la parte più vistosa del fiore e svolgono una funzione vessillifera nei confronti degli insetti impollinatori, per questo motivo circondano le parti riproduttive e sono anche dotati di ghiandole che secernono nettare e altre sostanze zuccherine. lembo o lamina: ha forma laminare ed è la parte più appariscente, unghia (lunga, corta o sessile): posta alla base del lembo, fissa il petalo al ricettacolo. Morfologia della corolla: petali liberi o saldati corolla dialipetala: i petali sono liberi. corolla gamopetala: i petali sono concresciuti e saldati tra loro almeno in parte; la porzione saldata è detta tubo corollino, le parti libere lobi. secondo la Simmetria attinomorfa o regolare : a simmetria radiale (rispetto a un punto o a un’asse) ; zigomorfa o a simmetria bilaterale: simmetrica rispetto ad un piano; asimmetrica o irregolare, se non ha alcun piano di simmetria. Forme della corolla Corolla dialipetala attinomorfa Rosacea: con 5 petali e unghia breve; Cariofillacea: 5 petali patenti e unghia lunga; Papaveracea: con 4 petali e unghia breve; Cruciforme: con 4 petali opposti a due a due, come in una croce; Corolla dialipetala zigomorfa Papilionacea: con vessillo, ali e carena (Leguminose) Speronata: con petalo inferiore prolungato in sperone (nettario). Corolla gamopetala attinomorfa Campanulata: a forma di campana; Infundibuliforme: a forma di imbuto; Tubolosa: petali concresciuti a tubo; Rotata: con tubo molto breve e lobi patenti; CONOSCERE LE PIANTE 25 UNITRE - SESTO CALENDE Ipocrateriforme tubo molto lungo e stretto e lobi patenti; Urceolata: a forma di orcio con lembo rigonfiato nel mezzo e ristretto alla fauce. Corolla gamopetala zigomorfa Labiata o bilabiata: col lembo diviso in due lobi detti labbri. Personata: simile alla bilabiata, ma con fauce chiusa da una prominenza del labbro inferiore. Ligulata: con tubo stretto e un solo labbro a forma di linguetta. L’androceo o stame È l'apparato sessuale maschile del fiore, formato dagli stami. Gli Stami sono composti da: filamento: parte non fertile, che trasporta i nutrienti al polline in via di sviluppo, poi dopo l'antesi sostiene l'antera. In genere è filiforme, ma può avere anche altre forme, assumere aspetto fogliaceo o petaloideo e altro ancora. Se manca l’antera si dice sessile. antera: parte fertile dello stame, generalmente formate da due teche (a volte da una sola o tre). Le teche sono unite tra loro dal connettivo e ognuna è formata da due sacchi pollinici (microsporangi) che contengono il polline. Anche l'antera può presentarsi con diverse forme, che prendono il nome dall'oggetto che imitano. Il numero degli stami varia molto da 1 fino a oltre 30. Essi in genere hanno uguale lunghezza. Vi sono anche i casi seguenti. stami didinami: 4 stami di cui 2 più lunghi, stami tetradinami: 6 stami di cui 4 più lunghi. Gli stami sono di norma inseriti sul ricettacolo. Vi sono anche i casi seguenti. stami epicorollini: aderiscono alla corolla (Primula) stami epicalicini: aderiscono al calice (Rosa) stami ginandri: aderiscono al gineceo (Orchis) Tipologia degli stami Gli stami possono essere liberi : filamenti e antere sono liberi CONOSCERE LE PIANTE 26 UNITRE - SESTO CALENDE saldati per i filamenti monadelfi: filamenti fusi in un sol fascio (Malva sylvestris, Oxalis acetosella); diadelfi: filamenti saldati in due fasci (Wisteria sinensis, Coronilla valentina); poliadelfi: filamenti saldati in più di due fasci (Hypericum perforatum); saldati per le antere (sinanterici) : le antere si saldano insieme in una specie di tubo intorno allo stilo (antere singenesiche) e i filamenti restano liberi, l'androceo è (Asteraceae ). Il gineceo Il gineceo (o pistillo) è la parte femminile del fiore, costituito da una o più foglie modificate chiamate carpelli o foglie carpellari, ripiegate e saldate a delimitare una cavità chiusa detta ovario. Secondo il numero dei carpelli il gineceo si dice monocarpellare, bicarpellare, ... Parti che formano il pistillo: ovario: è la parte inferiore rigonfia destinato a trasformarsi in frutto; all'interno ci sono una o più cavità dette loculi che contengono gli ovuli in attesa di essere fecondati e quindi di trasformarsi in semi; stilo: la parte che sormonta l’ovario; ce ne può essere uno o più, può anche mancare; al suo interno cresce il tubetto pollinico che collega lo stimma all’ovario. stimma o stigma: la parte superiore dilatata dello stilo; se manca lo stilo è detto sessile; ha la funzione di accogliere il polline che feconderà gli ovuli. Conformazione del gineceo secondo il numero dei carpelli • semplice (monocarpico): un solo carpello; • apocarpico: carpelli separati e liberi tra loro; ogni carpello forma un pistillo con ovario stilo e stigma; • sincarpico: formato da più carpelli saldati tra loro che danno luogo ad un unico ovario suddiviso al suo interno in uno (ovario monoloculare) o più loculi (ovario pluriloculare). Struttura dello stilo semplice: un solo stilo, anche se l'ovario ha diversi carpelli, bifido: si divide in due parti nella metà superiore, lasciando invariata l'altra metà, multifido o multipartito: diviso, ma saldato soltanto alla base e libero nella metà superiore. Lo Stimma Lo stimma ha la superficie spugnosa ricoperta da un liquido vischioso prodotto dalle cellule stigmatiche per trattenere i granuli di polline. Nello stigma il granello pollinico dopo esser stato CONOSCERE LE PIANTE 27 UNITRE - SESTO CALENDE selezionato per attestarne la compatibilità, inizia a germinare e fa fuoriuscire il tubetto pollinico, attraverso il quale i nuclei generativi raggiungeranno il sacco embrionale. Secondo la forma lo stimma può essere: capitato: simile alla testa di uno spillo; bifido, trifido, quadrifido, pentafido, cioè diviso in 2,3,4,5 parti; piumoso, quando ha peli ai lati; ed ancora può essere sfrangiato, stellato, clavato, uncinato, decorrente ... Tipologia dell'Ovario secondo il numero dei loculi uniloculare: uno o più carpelli che formano un'unica cavità; pluriloculare (biloculare, triloculare ...): la cavità è divisa da setti in tante logge. All'interno delle logge o loculi sono contenuti gli ovuli. secondo la sua posizione rispetto agli altri verticilli fiorali supero (fiore ipogino): collocato al di sopra del punto di inserzione di stami e perianzio; infero (fiore epigino): collocato al di sotto del punto di inserzione degli altri elementi fiorali; semi-infero (fiore perigino): quando il ricettacolo, incavato a coppa, porta l’ovario nel mezzo e stami e perianzio sono inseriti sul suo orlo. Sessualità del fiore In relazione ai verticilli riproduttivi presenti nel fiore si distinguono: Fiori asessuati, (agamici, neutri) senza alcun organo riproduttore, ma con funzione vessillifera. Fiori ermafroditi, con androceo e gineceo (75% delle angiosperme). Fiori unisessuali, con il solo androceo o il solo gineceo (il 10% delle angiosperme). In questo caso le piante si distinguono in : dioiche, (6% delle angiosperme) quando i fiori maschili e quelli femminili si trovano su individui separati maschili e femminili (Urtica dioica); monoiche, (5% delle angiosperme): quando i fiori femminili e maschili si trovano sulla stessa pianta (Corylus avellana); poligame, quando portano fiori ermafroditi misti a fiori unisessuali. Diagramma fiorale Il Diagramma fiorale è la rappresentazione grafica della disposizione degli elementi fiorali in sezione trasversale osservata dall' alto. Il gineceo è raffigurato con una sezione dell’ovario, gli stami con una sezione dell’antera, l’involucro fiorale con la sezione dei petali e dei sepali. CONOSCERE LE PIANTE 28 UNITRE - SESTO CALENDE Le sigle convenzionali adottate sono le seguenti: K = calice (a cui viene fatto seguire il numero dei sepali) C = corolla (numero dei petali) P = perigonio (numero dei tepali) A = androceo (numero degli stami) G = gineceo (numero dei carpelli o ovari) ∞ = numero superiore a 10 ( x ) = x elementi saldati tra loro La formula può contenere anche altri simboli (posti all'inizio della formula) relativi alla simmetria o al sesso del fiore : * = actinomorfo (simmetria radiale) ↓ oppure X = zigomorfo (simmetria bilaterale) $ = asimmetrico (nessuna simmetria di rilievo) = maschile = femminile = ermafrodito Le infiorescenze L’asse fiorifero può portare un unico fiore che si dice solitario, ma generalmente ne produce molti, riuniti in gruppi variamente disposti e portati da un unico asse, detti infiorescenze. Tipi di infiorescenza racemose (o indefinite): quando l'asse principale, che termina con una gemma (e non con un fiore), si può allungare indefinitamente, emettendo lateralmente fiori o altri assi secondari. cimose (o definite): quando l'asse principale termina con un fiore, e non può quindi allungarsi ulteriormente. di forma particolare, che non rientrano nei casi precedenti. Infine e possono essere: semplici: i singoli fiori sono inseriti sull'asse principale; composte: sull'asse principale sono inserite altre infiorescenze. Infiorescenze racemose semplici racemo o grappolo: formato da fiori con pedicelli della stessa lunghezza, che sorgono lungo l'asse principale allungato e non ramificato, all'ascella di ciascuna brattea; spiga: simile al racemo, ma con fiori sessili ; amento (o gattice) è una spiga generalmente pendula, che ha fiori unisessuali di norma maschili, aderenti a brattee e inseriti direttamente nell'asse principale flessibile. spadice: è una spiga con l'asse carnoso e ingrossato, densamente circondata da fiori unisessuali, racchiusi o accompagnati alla base da una speciale brattea, detta "spata“; ombrella: pedicelli di uguale lunghezza chiamati raggi, che si inseriscono tutti nel medesimo punto e terminano ciascuno con un fiore; corimbo: i pedicelli più interni sono progressivamente più corti, in modo che, i fiori risultano disposti tutti più o meno sullo stesso piano; capolino: fiori inseriti fittamente su un ingrossamento del peduncolo detto ricettacolo, spesso accompagnati da una piccola brattea scariosa (paglietta) ; sovente i fiori interni (fiori del disco) differiscono da quelli della periferia (fiori del raggio). L'intera infiorescenza simula un unico fiore. La calatide è un grosso capolino, allargato a forma di disco (girasole). CONOSCERE LE PIANTE 29 UNITRE - SESTO CALENDE Infiorescenze cimose semplici monocasio o cima unipara: l'asse principale termina con un fiore, sotto il quale si sviluppa un asse secondario che a sua volta termina con un fiore e così di seguito. La cima può essere elicoide: i rami secondari sono inseriti alternativamente a destra ed a sinistra o intorno all’asse principale; l’infiorescenza ha un andamento a zig-zag; scorpioide: e i rami secondari sono inseriti sempre dallo stesso lato e la cima si attorciglia come la coda di uno scorpione. dicasio o cima bipara: al di sotto del fiore terminale si sviluppano contemporaneamente due assi fiorali secondari opposti, che continuano a crescere ed a dividersi. Infiorescenze composte Sono il risultato della combinazione di infiorescenze semplici. pannocchia (grappolo o racemo composto): sull’asse principale sono inseriti racemi secondari, meno sviluppati di quelli da cui derivano e sempre minori procedendo dalla base verso l’alto, formando generalmente un figura piramidale ; antela: pannocchia con rami laterali più sviluppati di quello principale che è bloccato da un fiore; verticillastro: insieme di infiorescenze, caratteristico delle Lamiacee, che si sviluppano alla base di due foglie o brattee opposte e si ripetono in verticilli ad ogni nodo dell’asse fiorale, l'infiorescenza globale ha l'aspetto di un racemo di verticillastri. Potremo avere ancora: la spiga composta, il corimbo composto (un corimbo formato da corimbi), l'ombrella composta .... CONOSCERE LE PIANTE 30 UNITRE - SESTO CALENDE Infiorescenze particolari il sicono, infiorescenza tipica delle Moraceae formata da un complesso di cime disposte all'interno di un ricettacolo concavo piriforme (Ficus carica); il ciazio, infiorescenza tipica del genere Euphorbia formata da un fiore femminile con un solo pistillo circondato da 5 fiori maschili ridotti a stami, chiusa in un ricettacolo a forma di coppa bordato da nettari con forme diverse (ellittiche, a falce, a mezzaluna). L’impollinazione Il granuli pollinici che l'antera matura ha liberato raggiungono lo stimma di un fiore della stessa specie per fecondare l'ovulo contenuto nell'ovario. Se il polline raggiunge lo stimma dello stesso fiore si parla di autoimpollinazione o autogamia, è invece impollinazione incrociata o allogamia quando avviene tra due individui distinti. Vari adattamenti strutturali (posizione degli organi sessuali) e fisiologici (maturazione in tempi diversi) tendono a impedire l’autoimpollinazione. L’impollinazione si dice: zoogama: è effettuata da animali detti pronubi entomogama, dagli insetti che il fiore attrae con colori vistosi, profumi, nettare; ornitogama, da piccoli uccelli (colibrì) attratti dai colori dei fiori; malacogama, da lumache; chirotterogama, da pipistrelli e roditori. Anemogama: è affidata al vento. In questo caso la pianta produce grandi quantità di polline. Idrogama: in alcune piante acquatiche (Vallisneria), il fiore maschile a maturazione si stacca dalla pianta e galleggiando le sue antere raggiungono i fiori femminili che si trovano in superficie. Artificiale, effettuata dall'uomo. CONOSCERE LE PIANTE 31 UNITRE - SESTO CALENDE Dal fiore al frutto Impollinazione e fecondazione Un granulo pollinico giunge sullo stimma e, qui germina (impollinazione), emettendo un tubetto che percorre tutto lo stilo. Esso arriva nell’ovario e fonde il proprio nucleo, contenente metà cromosomi paterni, con quello della cellula uovo (con metà dei cromosomi materni) contenuta nell’ovulo (fecondazione). Dopo la fecondazione, lo zigote, cioè la nuova cellula che si è sviluppata dalla loro unione, tramite suddivisioni continue si trasforma in seme che, germinando, darà origine alla nuova pianta, mentre in genere l’ovario (ma anche altre parti del fiore), che va via via ingrossandosi, si trasforma in frutto. La trasformazione degli elementi fiorali nella fruttificazione: petali : si separano rapidamente dal fiore sepali: spesso restano al loro posto, ma possono anche cadere. stami: appassiscono o cascano, ma possono anche persistere più o meno a lungo. ricettacolo: può diventare carnoso come nella fragola e nella mela. calice: può accompagnare il frutto nel suo sviluppo come in Physalis alkekengi dove accrescendo forma un involucro rigonfio. brattee involucrali : possono fondersi a formare parte del frutto (ghianda); pedicello fiorale: può diventare un frutto come succede nel commestibile pomo d'anacardio (Anacardium occidentale). Il frutto Composizione e struttura del frutto In ogni frutto è possibile riconoscere le varie parti che lo compongono, ognuna delle quali ha origine da una componente del gineceo, che essendo una foglia modificata, ha una struttura anatomica a tre strati che corrispondono all'epidermide superiore, a quella inferiore e al mesofillo. Così il frutto propriamente detto, che contiene i semi a prescindere dalle parti extracarpellari, può essere così schematizzato: pericarpo derivante dalla parete dell’ovario, distinto in: epicarpo: ha origine dall'epidermide esterna dell'ovario e costituisce la parte esterna del frutto, la cui superficie può assumere aspetti assai differenti (liscia, pruinosa, pelosa ...). Quando la parte esterna del frutto non proviene dal pistillo ma da brattee, sepali o petali, viene denominata esocarpo. mesocarpo: deriva dalla parete mediana dell'ovario, può essere duro e coriaceo come nei frutti secchi o carnoso come nella pesca. endocarpo: deriva dall'epidermide interna dell’ovario, e può essere carnoso come nell’uva, legnoso come nella pesca, carnoso e succoso come nel limone. seme che contiene l’embrione e le riserve, è originato dalla maturazione dell’ovulo fecondato Dopo l'impollinazione e la fecondazione dell'ovulo, l'ovario matura e crescendo, si trasforma in frutto. Il frutto ha la funzione di proteggere i semi nati dalla trasformazione degli ovuli, contribuire alla loro dispersione e regolare i tempi della germinazione. Si dicono frutti completi quelli che CONOSCERE LE PIANTE 32 UNITRE - SESTO CALENDE contengono il seme; esistono tuttavia frutti che possono svilupparsi senza contenere il seme (banane). Che cosa osservare per la determinazione La consistenza:frutti secchi e carnosi. La modalità di liberare i semi: frutti deiscenti e frutti indeiscenti. La tipologia e i falsi frutti. Classificazione dei frutti IN BASE ALLA CONSISTENZA: Frutti secchi: con pericarpo di consistenza membranosa o legnosa solitamente poco sviluppato; Frutti carnosi: con pericarpo o una sua parte polposa e succulenta. IN BASE ALLA modalità DI LIBERARE I SEMI Frutti deiscenti: si aprono a maturità per liberare i semi; Frutti indeiscenti: il pericarpo non si apre e quindi l’uscita del seme è tardiva o il frutto si disperde col seme. Fra le molte soluzioni esistenti ricordiamo che la deiscenza può essere: Poricida: si formano piccoli pori che lasciano uscire i semi, Loculicida: si produce una fessura nella nervatura mediana del carpello, Setticida: si produce una fessura nella linea di saldatura del carpello. Frutti secchi Frutti deiscenti (generalmente plurispermi) Follicolo: un solo carpello, che si fende lungo la sutura ventrale. Legume: un solo carpello, che si apre secondo 2 linee (dorsale e ventrale). Siliqua e siliquetta: due carpelli separati da un setto membranoso sul quale sono attaccati i semi . Capsula: 2 o più carpelli : la deiscenza può essere setticida, loculicida, poricida (detta anche treto). Pisside: si apre mediante un coperchio (opercolo). Frutti indeiscenti (generalm. monospermi) Achenio: ha pericarpo coriaceo, che racchiude una cavità in cui è contenuto un unico seme. Spesso provvisti di appendici che favoriscono la disseminazione: il pappo delle Asteracee, l’ala della samara degli aceri. Cariosside: ha il pericarpo intimamente saldato col seme, così da costituire un tutt’unico (frumento). Noce : ha il pericarpo coriaceo o legnoso contenuto in una “coppa” legnosa detta cupola - ghianda (quercia) CONOSCERE LE PIANTE 33 UNITRE - SESTO CALENDE avvolto da un involucro erbaceo - nocciola racchiuso entro un guscio densamente spinoso - castagna Frutti carnosi Drupa: ha epicarpo membranoso (buccia), mesocarpo carnoso, endocarpo legnoso (nocciolo). Bacca: ha epicarpo membranoso, mesocarpo ed endocarpo carnosi e indistinti con parecchi semi (uva). Dalla bacca derivano diversi frutti carnosi come: - esperidio (agrumi) ha epicarpo sottile cosparso di ghiandole contenenti un’essenza odorosa e quasi fuso col mesocarpo, bianco e spugnoso (buccia), endocarpo membranoso suddiviso in spicchi, pieni di peli vescicolari ricchi di succo acido. - peponide (Cucurbitaceae): ha epcarpo coriaceo, con mesocarpo ed endocarpo indistinti e carnosi, in cui sono immersi numerosi semi. Falsi frutti Sono quei frutti alla cui formazione concorrono anche altre parti del fiore oltre all’ovario. sicono: tutte le parti dei singoli fiori divengono carnose, insieme al grosso ricettacolo che le racchiude. sorosio: frutto composto (sincarpo) formato da piccoli acheni racchiusi entro i calici dei fiori diventati carnosi. pomo: frutto composto da 5 carpelli racchiusi in una massa carnosa formata dall’ingrossamento del ricettacolo e di parte dal calice Il seme Struttura e composizione del seme La comparsa del seme nella storia evolutiva delle piante ha segnato il momento determinante per la diffusione delle Spermatofite, in tutti gli ambienti della terra. Compongono il seme: una parte esterna detta spermoderma derivato dai tegumenti dell'ovulo; l’embrione, che è l’abbozzo della futura pianta derivata dallo sviluppo dello zigote. In esso sono riconoscibili una radichetta che è il primordio dell'apparato radicale, una piumetta (o plumula) che è la gemma apicale del futuro fusto, una (Monocotiledoni), due (Dicotiledoni) o numerose (Gimnosperme) foglie embrionali o cotiledoni con funzione di accumulo di sostanze di riserva necessarie per la germinazione del seme. CONOSCERE LE PIANTE 34 UNITRE - SESTO CALENDE Chiavi dicotomiche di determinazione Per determinare il nome di una pianta si fa in genere uso di una chiave dicotomica di identificazione, che si basa sulle definizioni dei caratteri morfologici, generalmente macroscopici o comunque osservabili con una lente da 5-10 ingrandimenti. Una dicotomia è una divisione in due gruppi tipicamente basati su una caratteristica presente in un gruppo e assente nell'altro. Bisogna partire dal livello più alto considerato, scegliere di volta in volta il gruppo al quale appartiene la pianta che si sta esaminando e quindi procedere alla chiave successiva. Il processo si ripete fino ad arrivare al nome della pianta in esame. Un esempio: la determinazione di una piantina di sanguisorba, che fa parte della famiglia delle Rosacee. La chiave di determinazione delle Rosacee ha la struttura riprodotta a lato, che ci permette (sapendo che la sanguisorba è priva di petali) di individuare facilmente il nome del Genere della pianta. La chiave schematizzata in figura viene in effetti impaginata in una delle due modalità seguenti: La versione di sinistra è una chiave con rimandi numerici: la caratteristica individuata rimanda ad una dicotomia seguente indicata dal numero alla destra della caratteristica stessa. La versione di destra raggruppa invece al di sotto della caratteristica citata tutti gli individui che la possiedono; le caratteristiche che compongono la dicotomia sono individuate dallo stesso numero posto alla sinistra della caratteristica stessa. Questa versione è forse di comprensione più immediata. CONOSCERE LE PIANTE 35 UNITRE - SESTO CALENDE INDICE La sistematica Il primo passo: la specie ........................................................................................................3 Dalla specie al Regno ............................................................................................................3 Un po’ di storia: Linneo E. H. Haeckel ................................................................................4 La nomenclatura binomia ......................................................................................................5 Le proposte avanzate dagli studiosi ......................................................................................5 Il regno delle piante .......................................................................................................7 Come osservare le piante .......................................................................................................7 L’erbario ................................................................................................................................8 Fotografare le piante ..............................................................................................................9 La fotosintesi clorofilliana .....................................................................................................9 Morfologia delle Angiosperme ..............................................................................10 La radice ...........................................................................................................................10 Funzioni della radice ......................................................................................................10 Struttura della radice .......................................................................................................10 Che cosa osservare per la determinazione .....................................................................10 Tipologia della radice .....................................................................................................10 Il fusto ................................................................................................................................12 Funzioni del fusto ...........................................................................................................10 Che cosa osservare per la determinazione .....................................................................10 Ramificazione del fusto ..................................................................................................10 Tipologia del fusto ..........................................................................................................13 Portamento del fusto .......................................................................................................13 Superficie del fusto .........................................................................................................13 Fusti ipogei .....................................................................................................................14 Fusti modificati ...............................................................................................................14 La foglia ............................................................................................................................15 Funzioni della foglia .......................................................................................................15 Aspetto della foglia .........................................................................................................15 Parti della foglia delle Angiosperme ..............................................................................15 Che cosa osservare per la determinazione .....................................................................15 Comportamento rispetto al fusto ................................................................................16 Inserzione della foglia sul fusto .................................................................................16 Portamento della foglia rispetto al fusto ....................................................................16 Disposizione sul fusto ................................................................................................16 Tipologia della foglia ....................................................................................................17 Caratteristiche della foglia ...........................................................................................17 Nervature nelle foglie laminari ..................................................................................17 Durata della foglia .....................................................................................................17 Il margine e il contorno nelle foglie laminari ............................................................17 Incisioni della lamina .................................................................................................18 Incisioni del margine .................................................................................................18 Forma della lamina fogliare .......................................................................................18 Forma dell’apice della lamina fogliare ......................................................................19 Forma della base della lamina fogliare ......................................................................20 CONOSCERE LE PIANTE 36 UNITRE - SESTO CALENDE Caratteristiche della superficie della lamina ..............................................................20 Eterofillia .......................................................................................................................21 Foglie modificate ...........................................................................................................21 False foglie .....................................................................................................................21 Il fiore delle Angiosperme ...........................................................................................22 Funzioni del fiore ............................................................................................................22 Parti del fiore ..................................................................................................................22 Nomenclatura secondo il numero dei verticilli inseriti sul ricettacolo ..........................22 Nomenclatura secondo il numero degli elementi di ciascun verticillo ...........................22 Che cosa osservare per la determinazione .....................................................................23 L’involucro fiorale ........................................................................................................23 Tipologia dell’involucro fiorale : Perianzio e Perigonio ...........................................23 Il calice ......................................................................................................................24 Durata e modificazioni .........................................................................................24 Morfologia del calice ............................................................................................24 Elementi del calice gamosepalo ............................................................................24 Tipologia del calice gamosepalo ...........................................................................24 Forma del calice gamosepalo ................................................................................24 La corolla ..................................................................................................................24 I petali ....................................................................................................................25 Morfologia della corolla ........................................................................................25 Forme della corolla ...............................................................................................25 Androceo o stame .....................................................................................................26 Tipologia degli stami .............................................................................................26 Il gineceo ...................................................................................................................27 Conformazione del gineceo ...................................................................................27 Struttura dello stilo ................................................................................................27 Lo Stimma .............................................................................................................27 Tipologia dell'Ovario secondo il numero dei loculi ..............................................28 " secondo la sua posizione rispetto agli altri verticilli fiorali .............................28 Sessualità del fiore .......................................................................................................28 Diagramma fiorale ........................................................................................................28 Le infiorescenze .............................................................................................................29 Tipi di infiorescenza ..................................................................................................29 Infiorescenze racemose semplici ...............................................................................29 Infiorescenze cimose semplici ...................................................................................30 Infiorescenze composte ..............................................................................................30 Infiorescenze particolari ............................................................................................30 L’impollinazione ...........................................................................................................31 Dal fiore al frutto ..........................................................................................................32 Impollinazione e fecondazione ..................................................................................32 La trasformazione degli elementi fiorali nella fruttificazione ...................................32 Il frutto ...............................................................................................................................32 Composizione e struttura del frutto ................................................................................32 Che cosa osservare per la determinazione .....................................................................33 Classificazione dei frutti .................................................................................................33 Frutti secchi ....................................................................................................................33 Frutti carnosi ...................................................................................................................34 Falsi frutti .......................................................................................................................34 Il seme ...............................................................................................................................34 CONOSCERE LE PIANTE 37 UNITRE - SESTO CALENDE Struttura e composizione del seme .................................................................................34 Chiavi dicotomiche di determinazione .............................................................35 CONOSCERE LE PIANTE 38