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L’EVOLUZIONE DELLE PIANTEAUTOTROFI FOTOSINTETICI PLURICELLUALRI LA MAGGIOR PARTE SONO VASCOLARI CON:•Un sistema radicale che assorbe acqua e nutrienti•Un sistema aereo (fusti, foglie…) con funzioni fotosintetiche e riproduttive
L’EVOLUZIONE DELLE PIANTEPIANTE VASCOLARI SENZA SEMI : Licofite, Equiseti, Felci
L’EVOLUZIONE DELLE PIANTEPIANTE VASCOLARI CON SEMI (SPERMATOFITE)
GIMNOSPERME
A “semi nudi” , le conifere, le cicadofite
L’EVOLUZIONE DELLE PIANTEPIANTE VASCOLARI CON SEMI (SPERMATOFITE)
ANGIOSPERME
Con semi e fiori
L’EVOLUZIONE DELLE PIANTEPIANTE NON VASCOLARI
BRIOFITE
Muschi ed epatiche
DALLE ALGHE ALLE PIANTE
700 milioni Alghe verdi marine Passaggio alla terraferma
300 milioni di anni dopo
RIPRODURSI IN TERRAFERMA
ESIGENZA DI PROTEGGERE, NUTRIRE E DISPERDERE I GAMETI
Si sviluppano CICLI VITALI con alternanza di generazioni di una fase aploide e una diploide
L’EVOLUZIONE TENDE A DARE SEMPRE PIU’ SPAZIO ALLA FASE DIPLOIDE
LA COMPARSA DEI SEMI
I gametofiti maschili divennero granuli di POLLINE
ALCUNI SPOROFITI TRATTENNERO LE SPORE E I GAMETOFITI PROTEGGENDO I GAMETI
L’EVOLUZIONE TENDE A DARE SEMPRE PIU’ SPAZIO ALLA FASE DIPLOIDE
L’embrione prodotto dall’unione dei gameti è protetto da un SEME
BRIOFITEPIANTE NON VASCOLARI
Muschi e Epatiche
Non hanno i tessuti vascolari, hanno strutture simili a foglie , fusti e radici (rizoidi)
ADATTAMENTI ALLA VITA TERRESTRE: • Cuticola contro disidratazione•Gameti protetti da tessuti•Gametofito (n) autonomo , sporofito (2n) dipendente dal gametofito•Embrione sporofito interno al gametofito poi attaccato
BRIOFITEMuschi e Epatiche
ADATTAMENTI ALLA VITA TERRESTRE: • Cuticola contro disidratazione•Gameti protetti da tessuti•Gametofito (n) autonomo , sporofito (2n) dipendente dal gametofito•Embrione sporofito interno al gametofito poi attaccato
PIANTE VASCOLARI SENZA SEMI
Felci, Licofite, Equiseti
PIANTE VASCOLARI SENZA SEMI
Felci
•12 000 specie, regioni tropicali e temperate•Da un centimetro a 25 metri•Fusti sotterranei tranne le arboree•Fronde con lobi frastagliati•SORI sulla pagina inferiore, sono gruppi di sporangi
PIANTE VASCOLARI SENZA SEMI
Licofite
• Discendenti delle arboree , ora Lycopodium nel sottobosco•Spesso spore in foglie simili a pigne•Gametofiti indipendenti
PIANTE VASCOLARI SENZA SEMI
Equiseti
• Discendenti dalle arboree primordiali, solo il genere Equisetum è sopravvissuto•In terreni umidi, torrenti, ciglio strade, ferrovie•Sporofiti con fusti sotterranei (rizomi) , foglie squamiformi •Spore nello STROBILO •Usati come abrasivi per le stoviglie , le pareti delle cellule del fusto contengono silice
PIANTE VASCOLARI CON SEMI: SPERMATOFITE
DUE TIPI DI SPORE•Microspore: deriva il POLLINE (gametofito maschile) trasportato dal vento•Macrospore: diventano gametofito femminile con gli ovuli
SEMEIl polline raggiunge l’ovulo , si sviluppa quindi l’embrione dello sporofito. A maturità l’ovulo si trasforma in SEME con tegumento duro che protegge e nutre l’embrione. ADATTAMENTI PER ILCLIMA SECCO: cuticola spessa, aghifoglie
PIANTE VASCOLARI CON SEMI: SPERMATOFITE
Gimnosperme
Piante a semi nudi: il seme è relativamente poco protetto, sulle squame dei coni
•Più di 800 specie, gli alberi sono in genere gli SPOROFITI•I GAMETOFITI sono racchiusi nei tessuti dello sporofito
PIANTE VASCOLARI CON SEMI: SPERMATOFITE
Gimnosperme
•Le squame dei coni maschili hanno SPORANGI che per meiosi danno MICROSPORE APLOIDI che diventano GRANULI POLLINICI (gametofiti maschili)
•Le squame dei coni femminili hanno gli SPORANGI FEMMINILI (ovuli) , una cellula madre produce per meiosi UNA MACROSPORA APLOIDE cha darà il Gametofito femminile (le altre muoiono)
•A primavera il VENTO libera milioni di granuli pollinici dai coni. Qualcuno si posa sui coni femminili. Si incontrano i gametofiti, i gameti si formano in seguito all’incontro dei gametofiti.
•Lo ZIGOTE inizia lo sviluppo dell’embrione all’interno del SEME
PIANTE VASCOLARI CON SEMI: SPERMATOFITE
Le varietà delle Gimnosperme: le CONIFERE
Sono alberi e arbusti legnosi, FOGLIE AGHIFORMI o SQUAMIFORMI : Pini, Abeti, Larici, Ginepri, Cipressi e Sequoie.
Quasi sempre SEMPREVERDI (non DECIDUE)
Hanno i CONI , gruppi di foglie lignificate che contengono gli SPORANGI
PIANTE VASCOLARI CON SEMI: SPERMATOFITE
Altre Gimnosperme: il Cicas e il Ginko biloba
ANGIOSPERMELa comparsa dei FIORI
Sono le piante che HANNO AVUTO UN MAGGIOR SUCCESSO EVOLUTIVO
Spesso è avvenuta una COEVOLUZIONE con gli animali impollinatori: insetti, uccelli, pipistrelli e roditori
ANGIOSPERMEIl CICLO VITALE
Dominanza dello SPOROFITO DIPLOIDE
Ma c’è una SECONDA FECONDAZIONE ( tra un secondo gamete maschile e una delle cellule del gametofito femminile) che forma un’ ENDOSPERMA, un tessuto di riserva che nutre l’embrione durante la quiescenza del seme
ANGIOSPERMEIl CICLO VITALE
Dopo la formazione del SEME, il FIORE si trasforma in FRUTTO accumulando grandi quantità di nutrienti zuccherini
Gli INSETTI IMPOLLINATORI permettono l’incontro dei gameti, mentre il FRUTTO , oltre alle funzioni protettive, permette la dispersione del SEME
Molti animali si nutrono dei FRUTTI che rilasciano i semi indenni con le feci dell’animale
LE VARIETA’ DELLE ANGIOSPERME
MONOCOTILEDONI: dal seme spunta una sola fogliolina o cotiledone
DICOTILEDONI: dal seme spuntano due foglioline
LE VARIETA’ DELLE ANGIOSPERME
LE MONOCOTILEDONI
GRAMINACEE PALME
LILIACEE
ORCHIDEE
LE VARIETA’ DELLE ANGIOSPERME
LE DICOTILEDONI
LA MAGGIOR PARTE DEGLI ALBERI
CACTACEE
NINFEE
ROSA
LE STRUTTURE SPECIALIZZATE
FUSTO E FOGLIE: hanno sistemi conduttori interni per trasportare acqua, sali minerali e sostanze organiche alle radici, alle foglie e alle altri parti della pianta
FUSTO: è l’impalcatura per la crescita verticale della pianta
IL SISTEMA RADICALE: di solito sotterraneo, assorbe acqua e sali dal terreno e li trasporta al sistema aereo. Serve anche da deposito per sostanze nutritive di riserva
LE FOGLIE
Sono i principali organi fotosintetici, la forma è molto varia
LE FOGLIE
FOGLIA CON PELI
FOGLIE CON UNCINI
LE RADICI
Assorbono acqua e ioni minerali da distribuire a tutta la pianta, accumulano nutrienti e sorreggono la parte superiore della pianta.
Le DICOTILEDONI hanno quasi sempre una radice centrale da cui dipartono radici laterali (carota) : radici a FITTONE
La maggior parte delle MONOCOTILEDONI ha radici FASCICOLATE
DIFFERENZE TRA MONOCOTILEDONI E DICOTILEDONI
MACRONUTRIENTI
Sono indispensabili per la crescita di QUALSIASI PIANTA e devono essere disponibili in discrete quantità, ne viene incorporata una quantità significativa
POTASSIO
AZOTO
FOSFORO
ZOLFO
MAGNESIO
CALCIO
CARBONIO, IDROGENO E OSSIGENO
MICRONUTRIENTI
Seppur in minore quantità sono indispensabili per produrre nuova materia organica, sono rinvenuti in tracce nei tessuti vegetali
CLORO
FERRO
BORO
MANGANESE
ZINCO
RAME
MOLIBDENO
Macro e Micronutrienti sono entrambi indispensabili per la fotosintesi e gli altri eventi metabolici
FOTOSINTESI
SISTEMI DI ASSORBIMENTO E TRASPORTO
SISTEMI DI ASSORBIMENTO E TRASPORTO
Di tutta l’acqua assorbita solo l’1% circa viene usato per la crescita, il resto evapora nell’aria per il processo di TRASPIRAZIONE
L’acqua viene attirata verso l’alto dalla capacità dell’aria di farla evaporare , e questo dà origine a una pressione negativa (tensione) che si trasmette a tutte le molecole in modo continuo fino alle radici (teoria della TENSIONE-COESIONE)
COME EVITARE PERDITE DI ACQUA
Gli stomi si aprono e si chiudono in modo da bilanciare perdita di acqua e captazione dell’anidride carbonica a seconda della necessità.
L’attività dello stoma dipende dalla quantità di acqua e di anidride carbonica presenti nelle DUE CELLULE DI GUARDIA che lo delimitano
IL TRASPORTO DELLE SOSTANZE ORGANICHE
TUTTE QUESTE SOSTANZE PER ESSERE TRASPORTATE DEVONO ESSERE RIDOTTI IN FORME TRASPORTABILI . Es l’amido per idrolisi libera glucosio che si unisce al fruttosio per dare SACCAROSIO, la principale forma di trasporto
BULBI E TUBERI sono depositi di AMIDO la forma di riserva dello zucchero fotosintetizzato
SEMI E FRUTTI sono depositi di grassi e altri nutrienti I legumi contengono molte PROTEINE
IL TRASPORTO DELLE SOSTANZE ORGANICHE
IL FLOEMA TRASPORTA SACCAROSIO E GLI ALTRI COMPOSTI ORGANICI
Tessuto vascolare che comprende i TUBI CRIBROSI fatti da cellule allungate e sovrapposte, i fasci del floema si estendono dalle foglie alle radici
Le CELLULE COMPAGNE affiancano i tubi cribrosi e trasportano acqua e i composti organici all’interno dei tubi
Per la TEORIA DEL GRADIENTE DI PRESSIONE OSMOTICA, la traslocazione dipende dalle differenze di pressione osmotica esistente fra le stazioni di partenza e quelle di arrivo
LE STRUTTURE RIPRODUTTIVE
La pianta che comunemente osserviamo è lo SPOROFITO
Nel FIORE alcune cellule generano per MEIOSI le SPORE che a loro volta si sviluppano nei GAMETOFITI APLOIDI
I GAMETOFITI producono i GAMETI
I GAMETOFITI femminili (OVULI) delle Angiosperme sono aggregati di poche cellule racchiusi all’interno dell’OVARIO
I GAMETOFITI maschili vengono liberati sotto forma di GRANULI POLLINICI
LE STRUTTURE RIPRODUTTIVE
La pianta che comunemente osserviamo è lo SPOROFITO
La formazione dei GRANULI DI POLLINE avviene nell’ANTERA, si formano QUATTRO SACCHE POLLINICHE all’interno delle quali si formano per meiosi MICROSPORE APLOIDI , ognuna di queste produce un GRANULO POLLINICO (gametofito maschile)
Una delle due cellule aploidi che lo forma produrrà due GAMETI
LE STRUTTURE RIPRODUTTIVE
Sulla parete interno dell’OVARIO (nel PISTILLO) si forma UN SACCO EMBRIONALE (gametofito femminile) formato da sette cellule, di queste UNA è la CELLULA UOVO , il gamete femminile
LE STRUTTURE RIPRODUTTIVE
L’impollinazione
Il trasferimento dei granuli pollinici sullo stigma è detto IMPOLLINAZIONE e spesso richiede l’intervento di INSETTI, UCCELLI o altri animali . In altri casi il VENTO è l’agente impollinatore
LE STRUTTURE RIPRODUTTIVE
UNA DOPPIA FECONDAZIONE
Quando il TUBETTO POLLINICO penetra nel sacco embrionale e i due nuclei spermatici (gameti) escono
Uno di questi si fonde con quello della CELLULA UOVO , formando uno ZIGOTE diploide (2n)
L’altro nucleo spermatico si fonde con due nuclei della cellula madre dell’endosperma , formando un NUCLEO TRIPLOIDE . I tessuti derivanti dalle mitosi successive costituiranno l’ENDOSPERMA che nutrirà l’embrione dello sporofito fino alle prime foglie fotosintetiche
LO SVILUPPO DELL’EMBRIONE
I COTILEDONI , le “foglie del seme” sono parti dell’embrione. Le DICOTILEDONI hanno due grossi cotiledoni che assorbono nutrimento dall’endosperma fino a prenderne il posto
Le MONOCOTILEDONI hanno un cotiledone sottile che produce enzimi che permettono il trasporto delle riserve alimentari dall’endosperma alla plantula che sta germinando
Man mano che l’embrione si sviluppa, i tegumenti dell’ovulo si induriscono e si ispessiscono . Un ovulo maturo è un SEME
LA DISPERSIONE DEL SEME
Durante la formazione del seme anche le altre parti fiorali si trasformano: i petali cadono, i sepali si avvizziscono e l ’OVARIO DIVENTA FRUTTO
Il frutto protegge i semi e ne favorisce la dispersione in determinati ambienti in molti modi diversi ( vento, animali…)