Le Piante

Il regno delle piante comprende tutti gli organismi autotrofi terresti in grado di utilizzare l'energia solare, tramite la

fotosintesi clorofilliana, per trasformare le sostanze inorganiche.

Piante generaleNonostante la grande varietà di adattamenti, nelle piante

possiamo individuare alcune caratteristiche comuni a tutto il regno:

Sono organismi pluricellulari autotrofi; Sono dotate di cellule eucariote, rivestite di una parete

cellulosa; Il colore più comune è il verde, perché almeno una parte

delle loro cellule contiene la clorofilla, la molecola che, grazie alla sua capacità di intrappolare l’energia solare, rende possibile la fotosintesi;

Per la maggior parte sono terrestri.

La cellula vegetale

Le parti della cellula Membrana perinucleare: delimita il nucleo Nucleolo: è una parte specializzata del nucleo Mitocondrio: è la "centrale energetica" della cellula Perossisomi: sono organuli specializzati nelle reazioni di

ossidazione (liberano H2O2) e sono di colore nero perché contengono molto ferro

Ribosomi: sono contenuti nel reticolo endoplasmatico e sintetizzano le proteine

Reticolo endoplasmatico: è ruvido se contiene i ribosomi e liscio se non li contiene. Presenta uno spazio interno (lume) in cui si accumulano le proteine sintetizzate

Apparato del Golgi: è costituito da sistemi di vesciche. Le proteine, attraverso questo apparato, raggiungono la loro destinazione senza errori

Fotosintesi clorofillianaLa fotosintesi clorofilliana è un processo che permette alle

piante di produrre il proprio nutrimento. 

Il nome del processo "fotosintesi clorofilliana" è composto da tre termini che identificano i tre elementi principali del procedimento:

 Foto - luce

Sintesi - combinazione di più sostanze

Clorofilliana - aggettivo che deriva da clorofilla.

La fotosintesi può infatti avvenire solamente alla presenza dei raggi solari quindi esclusivamente nelle ore diurne, mentre in quelle notturne il processo si inverte; la pianta infatti, invece di assorbire anidride carbonica ed espellere ossigeno, assorbirà ossigeno espellendo anidride carbonica.

Fotosintesi clorofillianaPer questo motivo è vivamente sconsigliato tenere piante in camera da letto

dove si dorme poiché durante la notte le piante potrebbero sottrarre ossigeno alle persone.

La fotosintesi clorofilliana avviene quando la linfa grezza, costituita da acqua e sali minerali, sale attraverso i canali linfatici fino alle foglie, veri e propri laboratori della pianta.

Nelle foglie è contenuta la clorofilla, sostanza verde, che caratterizza il colore delle piante. Essa presiede al processo della fotosintesi assorbendo i raggi solare e convertendone l’energia luminosa in energia chimica.

La clorofilla - costituita da carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto e magnesio - è un pigmento concentrato in alcuni corpiccioli, i cloroplasti, localizzati nelle parti verdi della pianta.

Sotto l’azione della clorofilla  e con l’energia della luce solare, l’anidride carbonica e i sali minerali si trasformano in linfa elaborata (zuccheri e ossigeno).

Durante la fotosintesi le foglie liberano nell’aria l’ossigeno attraverso gli stomi (minuscole aperture, che permettono ai gas di entrare e di uscire dalle foglie) mentre gli zuccheri vengono trattenuti dalla pianta che li utilizza, per crescere, costruire foglie, fiori, frutti e semi.

Fotosintesi clorofilliana

L'anidride carbonica (CO2) viene catturata dalla pianta, la quale prende l' acqua (H2O) dal suolo e le trasforma in glucosio (C6H12O6) grazie alla presenza dell'energia luminosa. 6CO2 + C6H12O6 = RESPIRAZIONE CELLULARE. Dopo la respirazione si ricrea anidride carbonica perchè il glucosio è stato a contatto con l'ossigeno.

La foglia

La foglia è un organo che si origina sui rami delle piante, ne costituisce la parte verde e svolge tre funzioni fondamentali: la fotosintesi clorofilliana, la traspirazione e la respirazione. Pur potendo avere forma diversa, le foglie hanno delle caratteristiche comuni quasi sempre ben indivisibili.

PICCIOLOPeduncolo che, quando è presente, sostiene la foglia, la collega al ramo e contiene i vasi per il trasporto delle diverse sostanze

NERVATURE Vasi conduttori che danno sostegno alla foglia e premettono il trasporto di acqua e di sali minerali verso la foglia e di linfa elaborata dalla foglia e tutte le cellule della pianta

LAMINA FOGLIARE Superficie della foglia con due facce, dette pagina superiore e pagina inferiore, spesso di colore leggermente diverso

Struttura foglia EPIDERMIDE L’epidermide, è uno strato esterno sottile che

avvolge tutta la foglia e che è impermeabile all’acqua, distinta in superiore e inferiore, si notano delle strutture particolari, gli STOMI, che sono piccolissime aperture intorno alle quali si trovano due cellule, dette cellule di guardia, che regolano l’apertura e la chiusura degli stomi stessi

STRATO A PALIZZATA Uno strato a palizzata più interno, nella pagina superiore, dove le cellule sono disposte una accanto all’altra in modo allungato. Le cellule di questo strato contengono, tra gli altri organelli, i CLOROPLASTI, che al loro interno hanno la clorofilla

STRATO LACUNOSO Uno strato lacunoso nella parte centrale dove le cellule sono disposte senza un ordine preciso e con la presenza di ampi spazi in cui circolano i gas che entrano e escono dalla foglia attraverso gli stomi.

Il fusto

l fusto di una pianta è la parte che si sviluppa verso l’alto, generalmente fuori dal terreno, sostiene rami e foglie e contiene i vasi che portano la linfa delle radici alle foglie e viceversa.

Il fusto a seconda della pianta a cui appartiene, può contenere caratteristiche diverse e, a volte, può anche crescere sotto terra. Esistono infatti fusti LEGNOSI grossi e rigidi, che possono raggiungere più 100 metri di altezza, fusti ERBACEI teneri, verdi e sottili, che sostengono foglie e fiori, che si arrampicano su sostegni diversi, che si adagiano sul terreno e anche fusti SOTTERRANEI trasformati.

ALBERIPiante con fusto legnoso notevolmente sviluppato con ramificazioni nella parte superiore

ERBEPiante con fusti non legnosi in cui è presente uno strato epidermico, una corteccia sottile e canali per il trasporto delle sostanze

ARBUSTIPiante con fusto legnoso piccolo e ramificato alla base

RIZOMAFusto sotterraneo che cresce parallelamente alla superficie del suolo.

TUBERIFusto sotterraneo molto ingrossato, contenente molto amido di riserva

BULBIFusto sotterraneo, rivestito di foglie trasformate che avvolgono la gemma proteggendola

Il fusto1_ CAMBIO: Strato posto tra libro e legno che, continuando

a riprodursi permette la crescita del tronco in lunghezza; crescendo forma anelli concentrici, uno all’anno, che ci dicono l’età dell’albero.

2_CORTECCIA: Parte più esterna formata da uno spesso strato di sughero, costituito da cellule morte

3_LIBRO: Strato sotto la corteccia che contiene i vasi che portano la linfa dalle foglie al resto della pianta

4_LEGNO: Strato più interno, rigido per la presenza di lignina, che contiene i vasi che portano la linfa dalle radici alle foglie

5_MIDOLLO: Cilindro centrale costituito da tessuto con cellule che contengono sostanze di riserva

Circolazione liquidi

Nelle piante funziona un sistema circolatorio costituito da vasi entro cui scorre la linfa.

Questi vasi collegano le radici alle foglie e si dividono in: Vasi ascendenti, quelli che vanno dalle radici alle foglie e

portano LINFA GREZZA cioè acqua e sali assorbiti dal terreno

Vasi discendenti: quelli che vanno dalle foglie alle radici e portano LINFA ELABORATA, cioè acqua e sostanze organiche, prodotte con la fotosintesi clorofilliana.

Circolazione liquidi

Alla risalita dell’acqua nei vegetali contribuiscono forze e fenomeni diversi:

La pressione radicale, dovuta al fenomeno dell’osmosi, che permette il passaggio dell’acqua dall’ambiente esterno alle cellule delle radici e da una cellula all’altra, fino ad arrivare ai vasi centrali.

La forza di adesione tra le molecole dell’acqua e le molecole dei piccolissimi vasi ascendenti che, per il fenomeno della CAPILLARITA’, permette all’acqua di salire vero le foglie.

La forza di coesione delle molecole dell’acqua che, insieme al fenomeno della TRASPIRAZIONE FOGLIARE, fanno sì che si formino delle colonne sottilissime d’acqua che salgono dalle radice verso le foglie.

Radice

Si chiama RADICE la parte sotterranea della pianta.

Le radici crescono verso il basso e si introducono nel terreno, dove si ramificano abbondantemente. La loro crescita è un processo continuo che si arresta solo quando le condizioni sono sfavorevoli per esempio in caso di siccità.

Tipi radici

La radice ha il compito di dare stabilità alla pianta, fissandola la terreno, assorbire l’acqua e i sali minerali necessari alla sua nutrizione e funzionare come organo di riserva per sostanze diverse. Le radici possono assumere forme diverse legate ai loro compiti:

A fittone Fascicolate A tubero Avventizie aeree

Radici a fittone e fascicolate Radici a fittone – è presente una grossa radice

principale da cui partono radici laterali molto più sottili; a volte funzionano da organi di riserva di sostanze nutritive, come nella carota.

Radici fascicolate – quando formano un fascio di radici che hanno tutte le stesse dimensioni, come nell’aglio.

Radice a tubero

Radici a tubero – quando alcune di loro sono ingrossate e contengono sostanze di riserva come quelle delle dalie.

Radice avventizia aerea

Radici avventizie aeree – quando si formano su organi della pianta che fuoriescono dal terreno e servono da sostegno come quelle dell’edera.

Struttura della radice

Osservando la zona vicina alla parte finale si possono si possono notare, i PELI RADICALI. La parte terminale della radice è, invece, priva di peli ed è formata da cellule che, dividendosi e moltiplicandosi consentono alla radice di continuare a crescere. Per questo motivo la parte terminale è coperta da una specie di cappuccio chiamato CUFFIA che protegge l’estremità della radice. Tagliando trasversalmente una radice, nella sua sezione si possono riconoscere tre parti: una esterna, l'EPIDERMIDE, una intermedia, la CORTECCIA, e una interna, il CILINDRO CENTRALE.

Le Piante: categorie

Alghe Briofite:

Pteridofite:

Spermatofite:

-muschi-epatiche

-equiseti-felci

-gimnosperme -angiosperme

Alghe Unicellulari

Le Alghe unicellulari diatomee.

Esse vivono abbondantissime nelle acque dei mari, ma molte sono poco conosciute proprio perché per poterle osservare occorrono adeguati strumenti. Hanno la cellula rivestita di un guscio siliceo che spesso presenta forme e disegni straordinari.

Altre alghe unicellulari alghe rosse

Vivono nella neve di alcuni ghiacciai dell'Himalaya, sulle Ande e nell'Antartide: contengono una sostanza che impedisce loro di congelare e colorano la neve di un bellissimo colore rosa.

Alghe Unicellulari

Diatomee Alghe rosse

Alghe Pluricellulari

Le alghe pluricellulari sono organismi vegetali acquatici eucarioti, dotati di clorofilla, con un corpo appiattito, detto tallo. Oltre alla clorofilla, possiedono anche altri pigmenti per cui presentano colorazioni diverse e perciò si suddividono in tre categorie:

Alghe verdi Alghe brune Alghe rosse

Alghe verdi

Alghe verdi, vengono considerate le più evolute perché i loro cloroplasti assomigliano a quelli delle piante terrestri. Vivono sia nelle acque dolci che salate. Si incontrano in superficie.

Alghe brune

Alghe brune, sono le specie di dimensioni maggiori, alcune arrivano a 100 metri di lunghezza. Sono dotate di strutture particolari per poter galleggiare dette AEROCISTI. Si sviluppano ad una media profondità..

Alghe rosse

Alghe rosse, vivono preferibilmente nei mari più caldi e possono svilupparsi fino a 150 metri di profondità.

Fotosintesi delle alghe

Le alghe per sopravvivere svolgono la fotosintesi clorofilliana, quindi utilizzano la luce. Esistono vari tipi di radiazioni solari, che si propagano nell’acqua in modo differente. Le radiazioni rosse arrivano a poca profondità, quelle giallo-arancio a profondità medie e quelle violette-verdi a profondità maggiori. Ogni tipo di alga è in grado di usare solo certi tipi di radiazione.

Vascolari e non vascolari

Le piante non vascolari sono prive di vere foglie, fusti e radici.

Le piante vascolari sono costituite da due tipi di tessuti conduttori lo xilema* ed il floema*. Comprendono le categorie delle Angiosperme e Gimnosperme.

*xilema=un vaso conduttore che trasporta la linfa grezza, esclusivamente dalle radici verso i germogli.

*floema=un vaso conduttore bidirezionale, che può trasportare la linfa elaborata sia verso il germoglio sia verso la radice.

Le Briofite

Briofite  lo svincolamento delle piante dall'ambiente acquatico.

Sono le più antiche piante terrestri: derivano probabilmente da un'alga verde adattatasi all'ambiente aereo. Sono piante tipiche di ambienti umidi e ombrosi. Il loro corpo (tallo) è privo di sistema vascolare e di organi completamente differenziati (foglie, fusti e radici).

Non possedendo vere radici, esse assorbono acqua e sali minerali tramite tutte le cellule che si trovano a contatto con il substrato su cui vivono.

La loro linea evolutiva si è presto suddivisa in due rami: I muschi, sono piante ombrivaghe. Il tallo dei muschi è

formato da rizoidi pluricellulari assorbenti, piccoli fusticini e con foglie sessili formate da un solo strato di cellule.

Le epatiche, vivono in ambienti umidi e ombrosi.Le epatiche possono essere suddivise in due gruppi:

A TALLO Non presentano foglie e appaiono come una lamina fogliacea indifferenziata. Presentano rizoidi unicellulari.

A FOGLIASono le più diffuse, vivono nelle regioni tropicali e subtropicali. Presentano foglie non dotate di nervature.

MUSCHI ed EPATICHE

EPATICHEEPATICHE

MUSCHIOMUSCHIO

Pteridofite

Le pteridofite sono le tracheofite che non si riproducono tramite seme, ma utilizzando le spore.

Delle Pteridofite fanno parte principalmente le felci, ma anche altre piccole piante come gli equiseti e i licopodi. Nella struttura anatomica possiamo individuare:

Radici; Un fusto sotterraneo (o rizoma); Ampie foglie (o fronde).

Pteridofite

La riproduzione può avvenire per via sessuata o asessuata mediante spore.

Una spora è una singola cellula da cui ha origine una nuova piantina, senza necessità di essere fecondata. Nella parte inferiore delle foglie delle felci si trovano delle piccole strutture sferiche di colore scuro che contengono le spore, i SORI.

Le felci hanno dominato per lungo tempo l’ ambiente terreste. Oggi rappresentano un gruppo ristretto, limitato agli ambienti freschi ed ombrosi. Non raggiungono mai grosse dimensioni.

Felci

Briofite e Pteridofite, la riproduzione

La riproduzione delle briofite e delle pteridofite avviene per diffusione, grazie all'acqua o al vento, di spore, o meglio, meiospore, cellule aploidi prodotte in speciali strutture (gli sporangi) in seguito a meiosi.

Si riproducono attraverso il processo di MEIOSI delle spore. Dallo sporofito, collegato al gametofito da cui riceve il nutrimento, fuoriescono le spore, che germinano creando i gametofiti, sui quali sono posizionati i gameti maschili o femminili. La loro unione (fecondazione) produce lo sporofito diploide (2n), da cui si formano per meiosi le spore e il ciclo riprende.

Gimnosperme

Alle gimnosperme appartengono le

conifere. Le conifere devono il loro nome alla

presenza di strutture dette coni, all’interno delle

quali vengono prodotti i semi

Gimnosperme

Il seme è una struttura che non solo accoglie e protegge l’embrione, ma fornisce anche nutrimento alla giovane pianta nel momento della germinazione. Nelle conifere non sono presenti né fiori né frutti: sia la dispersione del polline sia quella dei semi sono affidate interamente al vento. I semi nudi si trovano fra le squame delle pigne.

Gimnosperme

Sono principalmente alberi sempreverdi dal fusto legnoso. Le foglie hanno la forma di ago ( piante aghifoglie), rivestite e protette dalla disidratazione da una cuticola legnosa. Alle conifere appartengono i pini, le sequoie, gli abeti, i cipressi ed i larici. Sono molto diffuse nelle foreste del nord e in tutti gli ambienti montani. Le conifere possono raggiungere incredibili dimensioni ed essere estremamente longeve

AngiospermeLe angiosperme sono piante vascolari con semi protetti

Le angiosperme (piante con fiori), sono le più diffuse sulla terra. Nelle angiosperme il seme è accolto nei FIORI(organi riproduttivi) e favoriscono il trasporto del polline verso le parti femminili (impollinazione). Da una specifica parte del fiore, l’ ovario, si sviluppa il frutto, (altro organo che favorisce la dispersione del seme=disseminazione). Con l’ avvento del fiore vengono coinvolti gli insetti nel processo di impollinazione, che hanno un ruolo fondamentale per la procreazione della specie. Sono comuni in qualunque ambiente. Possono essere:

Arbustive;Legnose.

Annuali o perenni;Erbacee;

Il FioreIl fiore è l’organo riproduttivo della pianta, perché è qui che

avviene la fecondazione. I fiori possono variare moltissimo per colore, forma e dimensione; tuttavia è possibile individuare alcuni elementi che definiscono il tipico fiore di una dicotiledone.

Tutte le parti del fiore derivano da foglie modificate disposte lungo quattro centri concentrici:

Calice: formato dai sepali

Corolla: formata dai petali

Androceo: formato dagli stami

Gineceo: formato dal pistillo

Il FioreNella maggior parte dei casi i fiori contengono sia le parti

maschili sia le parti femminili (fiori ermafroditi). In alcune piante però i fiori maschili sono distinti da quelli femminili (fiori unisessuali). Se questi fiori sono presenti sullo stesso organismo, la pianta è detta monoica (fico, mais, nocciolo); se i fiori dei due sessi si trovano su individui diversi, le piante sono dette dioiche (pioppo, salice, palma da datteri).

Tuttavia anche nelle specie ermafrodite, diversi adattamenti strutturali (posizione delle antere rispetto allo stigma) e fisiologici (diverso periodo di maturazione del polline e degli ovuli) tendono a impedire l’autofecondazione e a favorire l’impollinazione incrociata, assicurando così la variazione genetica nella popolazione.

L'impollinazione

Le piante hanno evoluto fiori diversi in base alla modalità di impollinazione utilizzata. Si distinguono due tipi d’ impollinazione:

Anemofila, favorita dal vento; Zoofila, si avvale di animali. Un'altra strategia di impollinazione viene definita

entomofila perchè effettuata da insetti.

AnemofilaE’ favorita dal vento. I fiori sono spesso provvisti di lunghe antere

che ondeggiando per il vento liberano i granuli di polline. Queste piante, per migliorare l’ efficienza della dispersione hanno sviluppato diversi adattamenti:

Elevate quantità di polline; Granuli pollinici piccoli, leggeri, spesso dotati di minuscole “ali”; Fiori che spesso maturano prima delle foglie per eliminare tutti

gli ostacoli alla diffusione.

I fiori di queste piante hanno tipicamente colori sbiaditi, non sono profumati e non producono nettare. Sono piante a impollinazione anemofila: le graminacee, le conifere, le querce, le betulle, i pioppi

ZoofilaSi avvale di animali. Per attirare gli impollinatori i fiori hanno

petali colorati, profumati e dalle forme particolari. Alle base del fiore una struttura specializzata secerne una sostanza zuccherina, il nettare. Quando l’animale si avvicina per succhiarlo, il polline rimane attaccato al suo corpo e sarà depositato sul fiore successivamente visitato.Le forme, i colori, gli odori e il tipo di nettare variano al variare degli animali (insetti, uccelli, pipistrelli…).

Il periodo di apertura dei fiori è sincronizzato con quello di maggiore diffusione degli impollinatori (tipicamente la primavera). Sono piante ad impollinazione zoofila (e entomofila): il castagno, il ciliegio, il melo, il pero, gli agrumi.

Il Frutto

Il frutto si forma a seguito dell’ impollinazione per graduale modificazione dell’ ovario. La sua funzione è fornire protezione e nutrimento al seme o ai semi contenuti all’interno, ma soprattutto far si che i semi siano allontanati dalla pianta madre. Se infatti cadessero semplicemente per gravità, le giovani piante non avrebbero spazio, luce e acqua sufficienti per crescere. Il frutto è una “strategia“ della pianta per ottimizzare la dispersione dei semi. Nella trasformazione del fiore in frutti, alcune parti fiorali, quali i petali, cadono, mentre altre si sviluppano. Spesso la parte più esterna dell’ ovario (pericarpo), si ingrossa ed ispessisce rendendo il frutto carnoso e succulento.

Frutto

Epidermide

Pericarpo

Semi

I tipi di frutti

Possiamo distinguere i frutti nelle seguenti categorie: Frutti semplici, formati da un solo ovario. In funzione della

consistenza del pericarpo si dividono in secchi (anice stellato, fagiolo, pisello, nocciolo…) e carnosi, ricchi d’ acqua.

Frutti composti, derivati dalla fusione di diversi ovari di uno stesso fiore (aggregati) o di fiori diversi (multipli): mora, lampone…

Falsi frutti, prodotti dalla trasformazione del pistillo insieme ad altri organi (principalmente ricettacolo): ad esempio i pomi e le fragole. In queste ultime il vero frutti è composto dalle nucole, i “puntini” della fragola, mentre la parte carnosa deriva dall’ingrossamento del ricettacolo.

Il frutto

Calice

Nucula

Ricettacolo

Disseminazione

La dispersione del frutto, o disseminazione, avviene principalmente per opera degli animali; come per l’impollinazione, anche altri agenti (vento e acqua) possono intervenire nel processo.

Disseminazione animale (interna)

Quando un animale si nutre di un frutto, i semi non vengono digeriti e, quindi, sono espulsi con le feci. L’animale, nei suoi movimenti, porta così i semi lontani dalla pianta madre. Tutti frutti carnosi sono dispersi in questo modo, essi sono in genere profumati per attirare gli animali.

Disseminazione animale (esterna)

Gli animali possono trasportare i semi esternamente. Se i semi sono dotati di piccoli uncini si aggrappano alla pelliccia dell’ animale.

Disseminazione mediante acqua

Alcuni frutti, come la noce di cocco, hanno una struttura che li rende galleggianti e di conseguenza possono affidarsi all’acqua per percorrere lunghe distanze.

Disseminazione mediante vento

Frutti piccoli e leggeri possono essere dispersi dal vento. Questi frutti presentano specifici adattamenti: nel dente di leone, per esempio, ogni frutto è dotato di un piccolo “paracadute”, mentre nel Lacero la caduta del frutto è rallentata da due piccole “ali”.

Disseminazione mediante vento

Frutti piccoli e leggeri possono essere dispersi dal vento. Questi frutti presentano specifici adattamenti: nel dente di leone, per esempio, ogni frutto è dotato di un piccolo “paracadute”, mentre nel Lacero la caduta del frutto è rallentata da due piccole “ali”.