L’EVOLUZIONE DELLE PIANTE

1. L’EVOLUZIONE DELLE PIANTE • AUTOTROFI 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

2. L’EVOLUZIONE DELLE PIANTE PIANTE VASCOLARI SENZA SEMI : Licofite, Equiseti, Felci

3. L’EVOLUZIONE DELLE PIANTE PIANTE VASCOLARI CON SEMI (SPERMATOFITE) GIMNOSPERME A “semi nudi” , le conifere, le cicadofite

4. L’EVOLUZIONE DELLE PIANTE PIANTE VASCOLARI CON SEMI (SPERMATOFITE) ANGIOSPERME Con semi e fiori

5. L’EVOLUZIONE DELLE PIANTE PIANTE NON VASCOLARI BRIOFITE Muschi ed epatiche

6. DALLE ALGHE ALLE PIANTE 700 milioni Alghe verdi marine Passaggio alla terraferma 300 milioni di anni dopo

7. 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

8. LA COMPARSA DEI SEMI ALCUNI SPOROFITI TRATTENNERO LE SPORE E I GAMETOFITI PROTEGGENDO I GAMETI I gametofiti maschili divennero granuli di POLLINE L’embrione prodotto dall’unione dei gameti è protetto da un SEME L’EVOLUZIONE TENDE A DARE SEMPRE PIU’ SPAZIO ALLA FASE DIPLOIDE

9. 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

10. 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

11. PIANTE VASCOLARI SENZA SEMI Felci, Licofite, Equiseti

12. 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

13. PIANTE VASCOLARI SENZA SEMI Licofite • Discendenti delle arboree , ora Lycopodium nel sottobosco • Spesso spore in foglie simili a pigne • Gametofiti indipendenti

14. 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

15. 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 • SEME • Il 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

16. 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

17. 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

18. 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

19. PIANTE VASCOLARI CON SEMI: SPERMATOFITE Altre Gimnosperme: il Cicas e il Ginko biloba

20. 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

21. 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

22. 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

23. LE VARIETA’ DELLE ANGIOSPERME MONOCOTILEDONI: dal seme spunta una sola fogliolina o cotiledone DICOTILEDONI: dal seme spuntano due foglioline

24. LE VARIETA’ DELLE ANGIOSPERMELE MONOCOTILEDONI LILIACEE GRAMINACEE PALME ORCHIDEE

25. LE VARIETA’ DELLE ANGIOSPERMELE DICOTILEDONI NINFEE LA MAGGIOR PARTE DEGLI ALBERI CACTACEE ROSA

26. 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

27. LE FOGLIE Sono i principali organi fotosintetici, la forma è molto varia

28. LE FOGLIE FOGLIA CON PELI FOGLIE CON UNCINI

30. 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

31. DIFFERENZE TRA MONOCOTILEDONI E DICOTILEDONI

32. 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

33. 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

34. FOTOSINTESI

35. SISTEMI DI ASSORBIMENTO E TRASPORTO

36. 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)

37. 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

38. IL TRASPORTO DELLE SOSTANZE ORGANICHE 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 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

39. 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

40. 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

41. 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

42. 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

43. 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

44. LE STRUTTURE RIPRODUTTIVE

45. 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

46. 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

47. 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…)