5. Sistematica vegetale

UNICAM – Università di Camerino
A.A. 2013/2014
Corso di Botanica per Scienze Veterinarie
Prof. Andrea Catorci
Dott. Luca Malatesta
Lezione 5: Sistematica vegetale – Tallofite,
Briofite, Pteridofite
Filogenesi e sistematica
REGNO
DIVISIONE
SOTTODIVISIONE
CLASSE
ORDINE
FAMIGLIA
Strutture analoghe: utili ad identificare ascendenze
comuni, anche se spesso non condividono la stessa
funzione.
GENERE
SPECIE
Tallofite (Alghe)
Organismi prevalentemente acquatici, ma
presenti negli ambienti più disparati (rocce,
tronchi, pelo di animali).
Costituiti da tessuto indifferenziato (tallo)
formato da semplici associazioni di cellule. A
seconda delle regioni e delle funzioni, si
distinguono:
- rizoidi (funzione di ancoraggio)
- cauloide (sostegno e riserva)
- filloidi (scambio e assimilazione)
- sporangi e gametangi (riproduzione)
Contengono clorofilla a ed altri pigmenti
accessori che conferiscono colorazioni
diverse e permettono l'assorbimento di
differenti lunghezze d'onda, consentendo ai
diversi gruppi di alghe di occupare varie
profondità.
La riproduzione può avvenire per via
asessuata (per frammentazione o attraverso
spore) o sessuata, in cui si distinguono:
- isogamia (gameti di dimensioni uguali)
- eterogamia (gameti differenti)
- oogamia (gameti femminili molto grandi)
Ciclo vitale delle alghe
ALTERNANZA DI
GENERAZIONE:
Nelle alghe (ed in altri
gruppi di piante) la
riproduzione sessuata
avviene attraverso il
passaggio per una
generazione aploide
(gametofito) che genera
i gameti, dalla cui unione
si origina uno sporofito
diploide (2n), che per
meiosi produrrà nuovi
gametofiti a partire da
spore aploidi generate in
apposite strutture, dette
sporangi.
Nelle alghe meno evolute lo zigote diploide generato dalla fecondazione (zigospora) è
l'unica cellula diploide del ciclo vitale, e genera immediatamente le zoospore aploidi per
meiosi. (Aplonti con meiosi iniziale)
Nelle specie più evolute lo zigote si sviluppa in uno sporofito dotato di cellule specializzate
per la produzione di gameti (sporangi) che generano i gameti per meiosi. Queste spore, per
mitosi, si sviluppano in gametofiti dai quali deriveranno i gameti. (Aplo-diplonti)
In altre specie la meiosi si verifica direttamente nel tallo. (Diplonti con meiosi terminale)
Chlorophytae o Alghe verdi
Sono le alghe più eterogenee come ambiente di vita,
caratterizzate dalla predominanza di clorofilla a.
Classe Ulvophyceaeae, Ordine Ulvales:
Ulva lactuca
Insalata di mare
Classe Chlorophyceae, Ordine Siphonales: Caulerpa racemosa
Le Siphonales si trovano soprattutto nei mari caldi, hanno un
tallo costituito da protoplasma indiviso. Sono diplonti a meiosi
terminale.
Classe Chlorophyceae, Ordine Volvocales: Volvox aureus
Alghe coloniali (cenobi) avvolte da una matrice gelatinosa.
Prevalentemente planctoniche d'acqua dolce, a volte presenti
anche su nevi perenni e terreni umidi.
Classe Charophyceae, Ordine Charales:
Chara fragilis
Le Charophyceae o Alghe a candelabro
sono alghe di acque dolci calcaree ed acque
salmastre.
Il tallo è composto di nodi ed internodi. Ai
nodi si formano i gametangi (anteridi ed
oogoni), con gameti femminili notevolmente
più grandi di quelli maschili (riproduzione
per oogonia).
Rhodophyceae o Alghe rosse
Alghe prevalentemente marine, alcune specie d'acqua dolce.
Il colore rosso è conferito dalla ficoeritrina. Altri pigmenti presenti sono clorofilla a, α- e βcarotene, xantofille e ficocianine, tutti contenuti nei cromatofori rossi.
Alternanza di 3 generazioni: gametofito aploide, carposporofito diploide (parassita del
gametofito), sporofito diploide indipendente.
Sottoclasse Bangioideae:
filamentose o laminari, gametangi
formati da qualsiasi punto del tallo.
Sottoclasse Florideae:
tallo con struttura complessa e
ramificazioni regolari, con gametangi
sui rametti corti.
Phaeophyceae o Alghe brune
Comprendono le specie di alghe più grandi e complesse nell'organizzazione vegetativa, ma
anche alcune molto piccole (pochi mm). Sono distribuite prevalentemente lungo le coste dei
mari freddi.
Caratterizzate da colore olivastro, giallo-bruno o nero, originato da feoplasti discoidali
contenenti fucoxantina, clorofilla a e c e β-carotene.
Sottoclasse Heterogeneratae: Macrostis sp.
Le due generazioni del ciclo vitale hanno
aspetto molto diverso.
Sottoclasse Cyclosporeae: Fucus sp.
Mancanza di generazione aploide: i gameti
derivano dalla meiosi diretta dello
sporofito (diplonti a meiosi terminale).
Licheni
Formati da una relazione simbiontica tra funghi e alghe,
sono costituiti da ife fungine che circondano le cellule
algali, penetrando al loro interno attraverso apposite
strutture dette austòri. Come nelle micorrize, il vantaggio
per l'alga è un aumento della superficie di assorbimento,
per il fungo è la disponibilità di sostanza organica.
Si distinguono vari strati:
- Strato corticale compatto, costituito in prevalenza da ife
- Strato gonidico privo di ife e ricco di alghe
- Strato midollare con ife meno compatte che nel primo
La riproduzione avviene tramite soredi, gruppeti di cellule
algali (che si riproducono asessualmente) circondate da ife,
rilasciati attraverso la rottura dello strato corticale.
Cormofite
Piante che hanno conquistato gli ambienti terrestri grazie alla differenziazione di tessuti ed
organi specializzati in varie funzioni (fotosintesi, sostegno, assorbimento, traspirazione,
ancoraggio ecc.).
Nei muschi, le cormofite più primitive, non è ancora netta la differenziazione tra radici, fusto
e foglie.
Nelle felci invece questi tessuti sono ben riconoscibili, e la specializzazione è molto marcata,
con la presenza di vasi ben organizzati e di strutture di difesa.
Anche le cormofite sono caratterizzate da alternanza di generazione, con gametofito
aploide e sporofito diploide. Sono però presenti due varianti:
- Nelle Archegoniate (muschi, epatiche, felci) l'acqua è indispensabile per la fecondazione,
dato che i gameti vengono liberati all'esterno. I gametangi maschili vengono detti anteridi e
quelli femminili archegoni.
- Nelle Spermatofite (“piante con semi”) la specializzazione estrema dei gametofiti, con il
maschile che si rimpicciolisce ed il femminile che parassita lo sporofito, permette la creazione
di un ambiente protetto per la fecondazione, che può avvenire in assenza di acqua come
mezzo per il movimento dei gameti. Il seme, altra carateristica di questo gruppo, rappresenta
uno stato embrionale provvisto di tessuti protettivi e fornito del nutrimento necessario alle
prime fasi dello sviluppo.
Muschi o Briofite
Comprendono piante erbacee
prive di tessuti vascolari e di
apparati radicali veri e propri:
assorbimento e trasporto
avvengono per capillarità
attraverso la superficie. A
volte dei vasi rudimentali, privi
di funzione di sostegno, sono
presenti al centro dei fusticini.
Alternanza di generazione
con gametofito (n) prevalente
e fotosintetico. Lo sporofito
(2n) è stagionale e parassita
del gametofito.
La fecondazione è oogamica
e necessita della presenza di
acqua, anche in quantità
minima (rugiada). I gameti
maschili flagellati sono infatti
espulsi dagli anteridi e
devono nuotare per
raggiungere l'archegonio.
I muschi sopravvivono alla
siccità attraverso latenza per
disidratazione.
Epatiche
Sottogruppo dei muschi comprendente circa 8000 specie, prive di tessuti vascolari, con
gametofito dominante foglioso (differenziato in caulidio e fillidi) o talloso. Sull'epidermide
possono essere presenti pori costantemente aperti (privi di cellule di guardia).
La riproduzione vegetativa avviene per mezzo di propaguli formati dal gametofito.
Felci o Pteridofite
Costituiscono probabilmente un raggruppamento polifiletico.
Comprendono piante che si riproducono per mezzo di spore, nelle quali lo sporofito è la
forma predominante, differenziata in radici, fusto e foglie.
L'epidermide riveste un cilindro corticale comprendente parenchima, tessuti di
sostegno (collenchima, sclerenchima e di trasporto (xilema e floema). Le foglie
possono essere piccole (microfille) o grandi (macrofille o fronde), fertili (sporofilli) o
sterili (trofofilli). Forme erbacee ed arboree raggruppate in 4 divisioni.
Sporofito dominante, appariscente
e fotosintetico.
Gametofito piccolo, tuberiforme,
incolore e ipogeo; a volte invece
laminare, verde e fotosintetico
(protallo).
La fecondazione necessita della
presenza di acqua, in quanto i
gameti flagellati maschili devono
nuotare per raggiungere l'embrione
negli archegoni.
Nei primi stadi vitali lo sporofito trae
nutrimento dal gametofito, per poi
svilupparsi in maniera indipendente
grazie alla capacità di svolgere la
fotosintesi.
Divisione Lycopodiophyta,
Classe Isoëtales: Isoëtes sp.
Fusti ramificati con microfille
lineari, radici avventizie.
Sporofitto con fusto tozzo,
semisotterraneo, foglie lineari e
sporofili lesiniformi portanti
sporoteci all'ascella.
Divisione Equisetophyta:
Equisetum sp.
Genere relitto comprendente
meno di 20 specie, tipiche di
luoghi umidi e paludosi.
Caule differenziato in epidermide
e, cilindro corticale con
sclerenchima di sostegno e
parenchima clorofilliano,
all'interno del quale si collocano
xilema e floema.
Gli sporangi si trovano al di sotto
di sporfofilli dall'aspetto
ombrelliforme, a volte vistosi.
Divisione Polypodiophyta:
Dryopteris filis-mas
Foglie composte
Sporangi raggruppati in sori
Avvolgimento a pastorale
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