Appunti di Morfologia vegetale
1c - Plantae

a cura di Giuliano Salvai (pagine web e disegni di Giovanni Dose)


Importanza, sviluppo ed evoluzione degli organismi vegetali

I vegetali sono organismi autotrofi capaci cioè nutrirsi e svilupparsi utilizzando sostanze inorganiche che con la fotosintesi trasformano in molecole organiche.

Questa facoltà, che li pone alla base della catena alimentare poiché rappresentano il nutrimento degli organismi eterotrofi, ha consentito la vita aerobica sulla superficie del globo avendo incrementato con la fotosintesi l'ossigeno atmosferico. Inoltre i vegetali svolgendo un'importante funzione nel ciclo dell'acqua con l'evaporazione e la traspirazione, condizionano fortemente il clima del pianeta e contribuiscono alla fisionomia del paesaggio terrestre.

Schema di riferimenti cronologici degli eventi dell'evoluzione vegetale

Milioni di
anni fa
Era
Eventi
Clima
Foto e disegni
5.000
-
-
Formazione del sistema solare
 
 
4.600
Adeano
 
Formazione della crosta terrestre
 
oceano di magma
Oceano di magma: formazione della crosta terrestre.
.
4.000
Archeano
 
Primi Procarioti
L'acqua condensa e si formano gli oceani
aspetto della terra durante l'Archeano
Possibile aspetto della Terra durante l'Archeano

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2.500
Paleoproterozoico
Primi eucarioti Cianobatteri
Grande glaciazione
Stromatoliti del Neoproterozoico
Stromatoliti appartenenti al Neoproterozoico.

lastra stromatolite Ande Orientali Sud di Cochabamba, Distretto di Cochabamba, in Bolivia, Sud America." - note:these stromatolites date from the Proterozoic (2.3 bilion years ago). (Tratto da Wikipedia Français, Autore: SNP)
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1.600
1.100
Proteozoico
Mesoproterozoico
Riproduzione sessuale
Formazione del supercontinente Rodinia
Primo ossigeno 0,2% nell'atmosfera
Ricostruzione del supercontinente Rodinia del periodo Mesoproterozoico (1,1 miliardi anni fa)

Fonte http://rst.gsfc.nasa.gov/Sect19/Sect19_2a.html Autore H. L. Levin
Este archivo es de dominio público porque fue creado por la NASA. Las políticas sobre copyright de la NASA estipulan que «el material de la NASA no está protegido con copyright a menos que se indique lo contrario».

1.000
800
600
Neoproterozoico
tracce organismi multicellulari
separazione funghi - animali
Fossili organismi microscopici
Grandi glaciazioni: Snowball Earth
Possibile aspetto della Terra palla di neve durante il Neoproterozoico

Questo file multimediale è in pubblico dominio poiché è stato realizzato da un dipendente della National Oceanic and Atmospheric Administration durante il suo servizio.Descrizione Sea ice terrain.jpg Winter sea ice terrain of the Beaufort Sea - Alaska, North Slope
Data Spring 1949
Fonte NOAA At The Ends of the Earth Collection Image ID: corp1014 ([1])
Autore Rear Admiral Harley D. Nygren, NOAA Corps (ret.)

542
Cambriano
Separazione ascomiceti-basidiomiceti

Fossili marini, Molluschi, Trilobiti

Nessun vegetale
Clima caldo uniforme
Vegetazione marina Cambriano

Ricostruziopne del mare Cambriano
Agosto 2010 - Mensch und Natur Museo a München Eigenes Werk Autore: Ghedoghedo
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488
475
Ordoviciano
Alghe monocellulari - Vertebrati

Spore: funghi e piante terrestri simili a Epatiche.
Caldo temperato
Glaciazioni

Estinzione di massa (Trilobiti)
Diorama della flora e fauna appartenenti al periodo Ordoviciano

Description Nmnh fg09.jpg
National Museum of Natural History, palaeontological exhibition, ordovician, Washington D.C., USA
Date 2004(2004) Source Own work Author Fritz Geller-Grimm
Il copyright di questo lavoro è scaduto.
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443
Siluriano
Feoficee, Cloroficee,

Piante vascolari (Tracheofite)
Clima temperato

Estinzione di massa
Cooksonia pianta vascolare primitiva del periodo Siluriano

This is an image from the Finnish wikipedia fi:Kuva:Cooksonia.png It is releaced under the gfdl. The creator and copyright holder is Ville Koistinen This file is licensed under the Creative Commons Attribution ShareAlike 3.0

416
Paleozoico
Devoniano
Anfibi, prime spermatofite

Insetti atteri millepiedi
Innondazioni

Estinzione di massa
Ricostruzione di un possibile paesaggio del periodo Devoniano

Artistic depiction of early Devonian land-flora.
Data 1872(1872)
Fonte http://www.copyrightexpired.com/earlyimage/prehistoriclifebeforekt/n2m_devonianscene.html
Autore Eduard Riou (1838-1900) from The World Before the Deluge 1872, United States
Quest'opera è nel pubblico dominio negli Stati Uniti e in tutti i Paesi nei quali il copyright ha una durata di 100 anni dopo la morte dell'autore o meno.

360
Carbonifero
Dominio foreste, felci arboree, licofite arboree, equiseti giganti sviluppo Spermatofite

Scarafaggi
Caldo, caldo umido
Ricostruzione di un possibile paesaggio del periodo Carbonifero

Questa pagina proviene dal Libro 15 della 4a edizione di Meyers Konversationslexikon (1885-90).
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300
Permiano
Cicadofite - Conifere

Grande estinzione di massa
Freddo e arido
Fossile di Walchia (Pinopsida) del periodo Permiano inferiore

Descrizione Piniformis.jpg Walchia Specie fossile di pianta Piniformis Walchia, Dal Permiano inferiore del bacino Saar-Nahe, Nonnweiler, Saarland, Germania. Naturhistorisches Museum, Berna, Svizzera.
Data Gennaio 2008(2008-2001)
Autore Woudloper : Io, l'autore di questo lavoro, la rilascio nel di dominio pubblico. Questo vale in tutto il mondo.
Se questo non è legalmente possibile:
Garantisco a tutti il diritto di utilizzare quest'opera per qualsiasi scopo, Senza condizioni, a meno che tali condizioni siano richieste dalla legge

251
Triassico
Mammiferi, primi dinosauri- Ginkofite, Pteridofite, Licofite, Conifere, Felci arboree

Scarabeidi - Ditteri
Desertico - Arido e semi-arido
Vegetazione del Triassico

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200
Mesozoico
Giurassico
Cretacico
Uccelli -Dominano le Cicadofite Conifere -Prime Angiosperme "Era dei dinosauri"

Insetti moderni, farfalle, cavallette, termiti

Sviluppo Angiosperme dicotiledoni, Estinzione grandi rettili
Temperato

Riscaldamento globale
del clima
Era dei dinosauri del periodo Giurassico e loro estinzione nel Cretacico

Descripción Egg Mountain.jpg Illustration of life of the Egg Mountain.
Fuente Own Work by Pavel Riha (see also the paleo-gallery by Pavel Riha) Autor Pavel Riha
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65
Paleocene
Palme, cactus, foreste pluviali,conifere,caducifoglie,prati, compaiono le rose
Genesi delle Alpi Subtropicale nel Mediterraneo
Compaiono le prime rose periodo Paleocene

Foto Giuliano Salvai

56
Eocene
Grande sviluppo boschi cipressi e Metasequoia -Jungla-

Fossili di Asteracee e Poaceae
Tropicale in Europa -Graduale raffreddamento
Proliferazione delle felci di Azolla che ricoprirono gran parte dell'Oceano Artico causando raffredamento del pianeta nel periodo Eocene

Azolla filiculoides Lam. Azollaceae: Azolla maggiore
foto di Eugenio Zanotti

34
Oligocene
Sviluppo caducifoglie, espansione Angiosperme

Separazione zigomiceti - ascomiceti
Subtropicale Europa
Sviluppo caducifoglie Oligocene

Caducifoglie.jpg - Foto Giuliano Salvai

23
Cenozoico
Miocene
Sclerofille, flora steppica, sviluppo Angiosperme, erbe
Arido in Mediterraneo
Animali del Miocene

Descrizione ROM-Miocene-Diorama3.png A small Miocene diorama from the old dinosaur museum display at the Royal Ontario Museum, Toronto.
Data 21 gennaio 2007(2007-01-21) Fonte Own Work (photo) Autore Keith Schengili-Roberts
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5,3
Pliocene
Specializzazione della flora. Flora di deserti, steppe, savane
Raffreddamento generale
Italia e le sue coste nel Pliocene

Descrizione Adriatic sea pliocene.png English: Adriatic Sea (Pliocene epoch)
Data 22 ottobre 2008(2008-10-22) Fonte Opera propria Autore Bratislav Tabaš
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2,58
Pleistocene
Homo sapiens -Migrazioni specie artiche in zone di rifugio
Glaciazioni
Glaciazioni e migrazioni in zone di rifugio periodo Pleistocene

Descrizione Woolly mammoth siberian tundra.jpg
English: Woolly mammoths were driven to extinction by climate change and human impacts.
Data 1 aprile 2008(2008-04-01) - Fonte "Quien mato los gran mumuts" Sedwick C PLoS Biology Vol. 6, No. 4, e99 - Autore Mauricio AntonQuesto file è sotto la licenza Creative Commons Attribuzione 2.5 Generico Tu sei libero:
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0,011
Neozoico

o

Quaternario
Coltivazioni
Piccole glaciazioni, estinzioni specie vegetali
Coltivazioni - Campo di grano
Olocene

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* Artist: Vincent van Gogh 1890
* Source: http://www.southern.net/wm/paint/auth/gogh/fields/gogh.threatening-skies.jpg
* Source description: http://www.southern.net/wm/paint/auth/gogh/fields/
* Other versions=Image:Vincent Willem van Gogh 047.jpg higher resolution but right-cropped and with different colour balance;this version shows a wider canvas.
* License: Public domain due to artist's death in 1890.

19/12/2009
Fallimento vertice sul clima di Copenaghen per riduzione CO2
22/04/2010
Si festeggia il 40° compleanno del giorno dedicato alla terra EARTH DAY
EARTH DAY

Si festeggia il 40° compleanno del giorno dedicato alla terra EARTH DAY



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La pianta

(articolo di Francesco Albergoni)

La pianta è in realtà la foglia. Fusto e radici possono essere considerate delle propaggini della foglia.

Il fiore, organo deputato alla riproduzione sessuale, altro non è che un verticillo di foglie modificate.

La fonte d’energia per le piante, dal filo d’erba sino alle grandi querce, è la luce solare e quella di materia l’acqua, l’anidride carbonica e pochi sali minerali. La luce solare è un flusso d’energia molto diluita e continuamente rinnovabile, in cui praticamente tutti gli organismi sono immersi, ma non è conservabile in alcun modo, con l’eccezione delle piante che sono in grado di utilizzare l’energia luminosa d’origine extraterrestre trasformandola in energia chimica e quindi immagazzinarla per tempi teoricamente indeterminati. Il processo fisiologico è la foto-sintesi cioè “sintesi di materia mediante energia luminosa”.

La “materia” è costituita da sostanze molto semplici, praticamente prive d’energia utilizzabile: anidride carbonica, acqua e pochi sali minerali disciolti nell’acqua che circola nel suolo. L’anidride carbonica, presente nell’atmosfera in percentuale relativamente bassa (0,035%), entra nella pianta attraverso piccolissime aperture (stomi=bocche) presenti sulle foglie. Il flusso d’anidride carbonica dipende dalla differenza di concentrazione tra l’esterno e l’interno della foglia, è dunque un flusso passivo o meglio “secondo gradiente”. Man mano che le molecole d’anidride carbonica entrano nella foglia sono sequestrate da una complessa catena biochimica presente nelle cellule che mantiene la differenza di concentrazione tra l’interno e l’esterno la più alta possibile. Per poter assumere la CO2 dall’ambiente esterno la pianta è costretta a tenere gli stomi sempre aperti, il che comporta la perdita di una grandissima quantità d’acqua dall’interno delle foglie per traspirazione. Meno del 1% dell’acqua (in realtà una soluzione di sali minerali diluitissima, una specie d’acqua minerale) che viene “pompata” dalle radici verso le foglie entra in gioco nella reazione fotosintetica; più del 99% fluisce nell’atmosfera sotto forma di vapore. L’energia che trasporta l’acqua dalle radici alle foglie è in realtà quella della differenza di concentrazione di vapor d’acqua tra l’atmosfera –generalmente piuttosto bassa- e l’interno della foglia- molto vicina al 100%.

Una pianta di mais traspira circa 5 litri d’acqua al giorno. Per trasformare l’acqua dallo stato liquido, nella foglia, allo stato di vapore, flusso verso l’esterno, occorrono circa 590 calorie ogni grammo d’acqua. Il che significa che una pianta di mais traspirando utilizza 2.950.000 calorie (=2950 Kcal) che sottrae all’ambiente. Quindi in un ettaro di terreno coltivato a mais (50.000 piante), sono pompati dal suolo ed emessi nell’atmosfera sotto forma di vapore circa 250.000 litri d’acqua utilizzando 147.500.000 kilocalorie. Questa energia termica viene sottratta esclusivamente dall’atmosfera che circonda le foglie senza nessun costo energetico per la pianta. Un tale gioco energetico ha un’influenza enorme sull’ambiente ed in particolar modo sulla temperatura e sull’umidità dell’atmosfera là dove è presente la vegetazione, sia essa spontanea o coltivata.

La pianta è dunque un organismo immerso nel flusso d’energia (luce) e nella materia (anidride carbonica atmosferica e acqua e sali minerali nel suolo). Possiamo immaginare una pianta come l’unico organismo che vive contemporaneamente in due ambienti molto diversi, la fronda nell’atmosfera e le radici nel sottosuolo. E’ proprio per questa ragione che, al contrario di tutti gli altri organismi, la pianta non ha avuto nessuna necessità (e nessuna convenienza) di sviluppare un sistema nervoso e, ad esso collegato, un sistema muscolare. Per la riproduzione non cerca un partner, ma affida i gameti maschili (il polline) al vento, agli insetti o all’acqua. Le sue strategie riproduttive saranno dunque volte ad evolvere strutture che ben disseminino il polline nel vento o attirino insetti che fungeranno da “postini” amorosi.


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Classificazioni

Cladogramma Regno Plantae - Protista e Prokaryota
cladogramma


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Rango tassonomico e suffisso del taxon

È il livello gerarchico della classificazione dei vegetali che accoglie tutti i taxa dalla divisione alla specie.

Classificazione tradizionale
Classificazione filogenetica  APW
Angiosperm Phylogeny Website
Categoria tassonomica
Suffisso
Esempio
 
 
 
Dominio
 
Eucaryota
 
 
Eucaryota
Regno
Plantae
 
 
Plantae
Divisione
-phyta
Magnoliophyta
 
 
Magnoliophyta
Sottodivisione
-phytina
Magnoliophytina
 
 
Classe
-opsida
Magnoliopsida
 
Unranked
Eudicots
Sottoclasse
-idae
Rosidae
 
 
Superordine
-anae
 
Unranked
Rosids
Ordine
-ales
Fabales
 
 
Fabales
Sottordine
-ineae
Fabineae
 
 
Infraordine
-aria
 
 
Superfamiglia
-acea
 
 
Famiglia
-aceae
Fabaceae
 
 
Fabaceae
Sottofamiglia
-oideae
Faboideae
 
 
Tribù
-eae, ae
 
 
Genere
Pisum
 
 
Pisum
Specie (binomio)
Pisum sativum
 
 
Pisum sativum

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Divisioni del Regno delle Piante

Il mondo vegetale sulla base dei loro organi quali corpo vegetativo, tessuti conduttori, apparato riproduttore e la produzione di semi, possono essere suddivise in diverse categorie:

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"Tallofite" o Piante non vascolari che sono un raggruppamento di vegetali con organizzazione del corpo "a tallo", cioè dotate di una struttura vegetativa semplice, poco o non differenziata vengono chiamate anche "piante inferiori". Ne fanno parte le alghe, i licheni e i funghi, organismi costituiti da diverse cellule ognuna delle quali svolge una propria funzione autonoma, in cui non compaiono veri tessuti, né tanto meno le strutture specializzate (radici, fusto, foglie) che invece sono presenti nelle Cormofite.
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"Cormofite" o Piante vascolari che sono le piante superiori, cioè organismi costituiti da veri tessuti organizzati in parti funzionalmente diverse quali radici, fusto e foglie, che costituiscono il cormo.
Sono anche dette Tracheofite per la presenza di tessuti cavi, cioè vasi di trasporto aperti (trachee) assenti nelle gimnosperme e comprendono le Pteridofite e le Spermatofite.
Sono cormofite le pteridofite (felci), le gimnosperme e le angiosperme.


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Pteridofite o Crittogame vascolari

Prime piante a cormo (12.000 specie).

I diversi gruppi di pteridofite sono attualmente trattati come divisioni indipendenti in quanto si ritiene che non abbiano rapporti filogenetici diretti, anche se ancora si preferisce, per comodità e per la somiglianza tra i loro apparati vegetativi e riproduttivi, usare il nome collettivo di pteridofite. Hanno fusti striscianti detti rizomi che possono vivere per molti anni. Da questi rizomi si sviluppano piante a fusto verticale come licopodi o equiseti, e piante con strutture a foglia come le felci. La riproduzione avviene per mezzo di spore e sporangi, non hanno fiori né semi (Crittogame vascolari). Si calcola che una felce arborea sia in grado di liberare nel corso della sua vita migliaia di miliardi di spore! Molto diffuse nel carbonifero circa 350 milioni di anni fa, attualmente vengono riconosciute 3 divisioni: Psilofite, Licofite e Felci.




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Spermatofite

dal greco: spèrmatos = seme e phytòn = pianta costituiscono una superdivisione a cui appartengono le piante più evolute, con 270.000 specie viventi (Judd et al. 2002). Possiedono organi fiorali, grazie ai quali si riproducono tramite la formazione di semi, ciò ha permesso un miglior adattamento alla vita terrestre consentendo il loro grande sviluppo. Sono il gruppo più numeroso di piante vascolari. Per questa loro peculiarità, le Spermatofite sono anche conosciute col nome di Antofite (piante a fiore) o, più anticamente, come Fanerogame (nozze evidenti) e si differenziano dalle Crittogame, la cui riproduzione è affidata alle spore.
Questo gruppo include quindi le piante più evolute, rappresentate dalle varie divisioni di Gimnosperme e Magnoliofite (o Angiosperme). Alcuni botanici ritengono che vi sia un'altra divisione chiamata Clamidosperme, comprendente le classi Gnetateae, Welwitschiate e le Ephedrate, che presentano caratteri intermedi tra le Gimnosperme e le Angiosperme.

icona

Gimnosperme:(800 - 1000 specie). Piante vascolari senza fiori. Il nome deriva dal greco spermos = seme e gymnós = nudo. Le gimnosperme sono piante legnose, di aspetto arbustivo o arboreo, raramente rampicante. Al contrario delle angiosperme o piante con fiori, i loro semi non sono racchiusi nel carpello, ma esposti fra le scaglie di strutture fiorifere chiamate coni o pigne.

icona

Angiosperme o Magnoliophyta (Magnoliofite) (piante con fiori) composte da 260.000 specie viventi divise in 453 famiglie (APG II, 2003 ). Il nome angiosperme deriva dalla parole greche aengeion = involucro e sperma = seme. Occupano quasi tutte le nicchie ecologiche e rappresentano la divisione dominante nella maggior parte dei paesaggi naturali. Circa due terzi delle specie conosciute prosperano nei climi tropicali. Le Angiosperme sono suddivise in due classi comunemente chiamate Monocotiledoni (o Liliopsida) e Dicotiledoni (o Magnoliopsida).




(1) - Le Gimnosperme sono qui considerate un gruppo tassonomico come le Angiosperme, studi effettuati su fossili hanno rilevato che le Gimnosperme sono un gruppo parafiletico che contiene cioè tra i suoi discendenti le Angiosperme. Quindi secondo la cladistica (base della moderna sistematica) che vuole che i gruppi tassonomici siano monofiletici (debbano cioè contenere l'antenato comune e tutte le specie derivanti), le Gimnosperme hanno perso valore tassonomico e le sue sottodivisioni Pinofite, Ginkgofite, Cicadofite e Gnetofite sono considerate divisioni alla pari delle Magnoliofite. (vedere cladograma)




Testi di Salvai Giuliano - Disegni e pagine web di Giovanni Dose - Foto di Salvai Giuliano
e dei numerosi autori indicati in calce ad ogni fotografia tutti  iscritti al gruppo botanico di Acta plantarum oltre ad alcune di pubblico dominio.
Per problemi o domande su queste pagine Web contattare il Forum info@actaplantarum.org
Ultimo aggiornamento: 30-05-2011.



Pagina realizzata da Giovanni Dose © Acta Plantarum