BOTANICA / "Ambiente, Animali e Veterinaria"

Fotosintesi: reazione di trasduzione di energia, l’energia luminosa viene utilizzata per formare ATP e ADP e per ridurre molecole trasportatrici di elettroni. Le reazioni di fissazione del carbonio, l’energia dell’ATP viene utilizzata per legare covalentemente l’anidride carbonica a una molecola organica, e gli atomi del carbonio vengono utilizzati per formare zucchero semplice. Trasformare CO2 in composti organici è detta fissazione del carbonio.

Tassonomia: attività di identificare, nominare e classificare le specie. La classificazione moderna entra in vigore dalla seconda metà del ‘700 con il naturalista Carlo Linneo, che nel suo “species plantarum” (1753) descriveva ogni specie in lingua latina con una frase non più lunga di 12 parole. Bauhin introdusse precedentemente il sistema binomio di nomenclatura costituito dal nome del genere (iniziale maiuscola) seguito dall’epiteto specifico più l’abbreviazione del botanico che ha classificato la pianta (tutto in corsivo).

 

TESSUTI

 

Meristemi apicali: si trovano a tutti gli apici di radici e germogli e sono coinvolti nella crescita della pianta. Composto da cellule iniziali, le quali dividendosi formano una cellula che si specializzerà mentre l’altre rimarrà iniziale indifferenziata, questo accrescimento è il primario, primario è anche il corpo della pianta così formato. Le piante crescono per tutta al vita e da ciò ne deriva che il loro accrescimento è indeterminato. I meristemi apicali si preoccupano di aiutare la pianta a trovare acqua (radici) e luce (foglie) e cresceranno curvandosi nella loro direzione.

Sviluppo: l’insieme complesso di eventi che progressivamente formano il corpo di un organismo e si divide in:

- Crescita: cioè aumento irreversibile delle dimensioni, dato da divisioni cellulari.

- Morfogenesi: dovuta a fattori ambientali, come il vento, la luce, l’acqua, ecc.

- Differenziamento: processo attraverso il quale cellule inizialmente identiche di differenziano una dall’altra, sintetizzando proteine differenti, in quanto esprimono solo alcune sequenze genetiche non espresse in altri tipi di cellule.

Tessuti: si dividono in semplici (un solo tipo di cellule come i fondamentali) e complessi (2 o più tipi di cellule come xilema, floema e epidermide).

Tessuti fondamentali: cioè parenchima, collenchima e sclerenchima:

- Parenchima: è implicato nella fotosintesi, nell’accumulo di riserve e nelle secrezioni. Si trova nella corteccia, midollo di fusti e radici, mesofillo e nella polpa dei frutti. Le cellule parenchimatiche sono vive a maturità, e giocano un ruolo essenziale per la rigenerazione di una ferita, in quanto conservano la capacità di dividersi. Possono avere un ruolo importante per il movimento dell’acqua e soluti all’interno della pianta, grazie a particolari cellule di trasferimento, con invaginazioni sulla loro membrana plasmatica per aumentarne la superficie.

- Collenchima: dà sostegno agli organi giovani, ancora in crescita, anche questo tessuto è vivo a maturità, si presenta con cellule allungate e ispessite, ma non lignificate, quindi flessibili. Si trovano nelle foglie per sostenere le nervature e agli apici.

- Sclerenchima: irrobustisce e dà sostegno alle marti della pianta che hanno completato l’accrescimento. Tali cellule possono formare ammassi continui o singole cellule. Le loro pareti sono lignificate. Ci sono 2 tipi di cellule sclerenchimatiche: le fibre, cellule lunghe e sottili che in genere formano fasci; le scelreidi, ramificate o stellate, molto più corte delle fibre, formano il tegumento di molti semi, il guscio delle noci e a molti frutti danno la tipica consistenza granulosa (pera).

Tessuti vascolari: dato dal cambio cribro-legnoso i cui prodotti sono xilema e floema:

- Xilema: (legno) trasporta acqua e sali minerali, dà sostegno degli organi della pianta e è implicato nell’accumulo di riserve. Lo xilema forma un sistema vascolare che si estende per tutta la pianta, nell’accrescimento primario lo xilema deriva dal protocambio, in quello secondario dal cambio fascicolare. Le cellule dello xilema sono di 2 tipi: le tracheidi e gli elementi delle trachee (perforate), costituite entrambe da cellule allungate con pareti ispessite e morte a maturità, formano lunghi vasi. Gli elementi delle trachee sono più efficienti delle tracheidi, perché essendo perforate l’acqua può passare liberamente. Sono però anche meno sicure per la pianta, in quanto se si formasse un embolo ci sarebbe l’ostruzione di molti vasi, invece nelle tracheidi, più piccole e con membrane areolate, il fenomeno sarebbe più circoscritto. Le pareti delle cellule xilematiche sono ispessite, questo ispessimento può essere spiralato o anulato, e permette alla cellula di poter essere allungata con l’accrescimento della pianta

- Floema: attraverso cui vengono trasportati acqua e zuccheri, può avere un origine primaria e secondaria, e durante l’accrescimento della pianta le singole cellule vengono stirate. Gli elementi conduttori del floema sono elementi cribrosi che si dividono in cellule cribrose e elementi dei tubi cribosi, il termine cribro si riferisce ai raggruppamenti di pori noti come aree cribrose. La sovrapposizione di tubi cribosi in file longitudinali forma un tubo cribroso. Le cellule cribrose (gimnosperme) sono meno specializzate rispetto agli elementi dei tubi cribosi (angiosperme). Durante il differenziamento le cellule cribrose cambiano notevolmente, il nucleo scompare così come il tonoplasto. Gli elementi dei tubi cribosi invece sono perennemente associati a “cellule compagne” parenchimatiche, quindi vive, che derivano dalla stessa cellula madre e conservano tra loro molte connessioni citoplasmatiche. Attraverso le quali vi è il passaggio di sostanze complesse. Nelle gimnosperme questo ruolo lo svolgono le cellule albuminose, quando un elemento cribroso muore anche la cellula albuminosa o campagna ad esso associata.

(fasci fascicolari – fasci cribosi; xilema – floema; legno – libro; fascio legnoso – fascio liberiano.)

Il cambio cribo-legnoso: si forma dal protocambio, una regione con cellule indifferenziate fortemente vacuolate, esse si presentano sia come iniziali fusiformi (orientate verticalmente), sia come iniziali dei raggi (orientate orizzontalmente). Il floema e lo xilema secondario vengono prodotti mediante divisioni periclinali, cioè parallele alla superficie del fusto. Lo xilema cresce verso l’interno del fusto, il floema verso l’esterno, così facendo con il tempo il cambio viene spinto verso l’esterno e cresce di diametro. Durante l’accrescimento delle cellule le pareti diventano più sottili, quindi la corteccia (tessuto esterno al cambio) si può lacerare facilmente.

Tessuti tegumentali: costituito dalla corteccia divisa in epidermide e periderma nei fusti, se no abbiamo solo epidermide. La corteccia comprende tutti i tessuti esterni al cambio cribro-legnoso, quindi anche il floema secondario, la corteccia esterna invece è costituita dai tessuti esterni del cambio del sughero (tessuti morti), il quale produce internamente felloderma e esternamente:

- Periderma: si trova sotto l’epidermide in fusti e radici, comprende uno strato di sughero, un cambio sughero-fellodermico e il felloderma. Inoltre abbiamo cellule specializzate per la respirazione dei tessuti interni di radici e fusti, le lenticelle, che appaiono in genere vicino a stomi o a gruppi di stomi, si trovano anche su alcuni frutti (i puntini delle mele). Dopo 20 anni circa il periderma originale muore e viene sostituito e si crea un nuovo cambio del sughero.

- Epidermide:costituisce il sistema dei tessuti di rivestimento di tutta la pianta. Le cellule a contatto con l’aria sono protette da cere per evitare una perdita d’acqua, le cellule epidermiche sono in genere appiattite e a stretto contatto fra loro, sono senza cloroplasti, tranne le cellule di guarda degli stomi che hanno cloroplasti. Queste cellule si occupano dell’apertura degli stomi per gli scambi gassosi. Gli stomi si trovano su tutta la pianta, ma sono maggiormente concentrati sulle foglie. Altri elementi epidermici sono i peli (tricomi) che possono servire per proteggersi da insetti, o non farli fuggire nel caso delle piante carnivore, ma principalmente i peli, specie se sulla superficie inferiore della lamina fogliare, servono per evitare l’eccessiva perdita di acqua, in quanto tengono l’umidità vicino agli stomi evitandone un’apertura inutile.

 

ANATOMIA

 

Radice: la prima struttura che emerge da un seme che germina è l’ipocotile (la prima radice), che permette alla pianta di ancorarsi al suolo e di assorbire acqua, inoltre sono riserva di materiali nutritivi (carota, barbabietola) che saranno immagazzinati e usati soltanto il secondo anno di vita per la crescita secondaria della pianta. Abbiamo 2 tipi di apparati radicali:

- Fittone (nelle gimnosperme, dicotiledoni e magnoliidi): dove la radice cresce verso il basso formando diramazioni laterali;

- Fascicolato (nelle monocotiledoni): dove le radici si dividono continuamente e non si hanno radici principali , ma solo radici avventizie che si originano dal fusto.

La pianta mantiene un bilanciamento fra il suo sistema aereo e quello radicale, il cosiddetto rapporto radice/germoglio, che inizialmente è nettamente a favore della radice, ma che con il passare del tempo tende ad equilibrarsi. La crescita delle radici è un processo continuo che si ferma solo in condizioni di estrema siccità e basse temperature. L’apice radicale è protetto da una cuffia radicale, che produce una sostanza mucillaginosa (mucigel), così la radice possa penetrare più facilmente nel terreno. Il sito di percezione della gravità della cuffia radicale è la colonna centrale di cellule, la columella, dove vi sono ricettori di gravità (amidoplasti). L’accrescimento della radice avviene subito dopo il meristema apicale, qui abbiamo i primi elementi di xilema e floema disposti in actinostele (nelle monocotiledoni eustele). L’epidermide delle radici giovani assorbe acqua, quelle radici che non hanno ancora lignificato, l’acqua entra nella radice ma non autonomamente, infatti per evitare che le cellule diventino ipertoniche in eccesso d’acqua, vi è una spessa parete che divide il tessuto vascolare dall’endoderma, questa parete è costituita da cellule a semiluna impermeabili, e l’acqua passa solamente da dei punti di permeazione che si aprono e chiudono a seconda dell’esigenza di acqua della pianta. L’accrescimento secondario della radice è sempre ad opera del cambio cribo-legnoso, con il quale il floema cresce e verso l’esterno e lo xilema verso l’interno, spingendo ulteriormente il floema e i tessuti fondamentali verso l’esterno. Nelle radici non abbiamo cerchie annuali, ma una produzione costante di sughero, che insieme al cambio del sughero e felloderma costituiscono il periderma. Anche qui vi sono lenticelle, che permetto uno scambio gassoso tra radice e suolo. Vi sono radici particolari, come le radici a trampolo (mais e mangrovie), radici aeree (per scambi aeriferi, si trovano nelle epifite, piante che vivono sopra altre piante, senza esserne però parassite). Nelle radici avviene l’azotofissazione grazie all’azione di un batterio, il rizobium (ginestre, trifogli, leguminose). In fine esistono apparati radicali modificati, che hanno reso le piante parassite di altre piante, cioè mettono i rispettivi floemi in comunicazione (es. vischio).

Germoglio: più complesso della radice, in quanto è costituito da internodi e nodi, dove sono collegate una o più foglie ed una o più gemme. Le funzioni del fusto sono il sostegno e la conduzione. Il meristema apicale del germoglio è una struttura dinamica che, oltre ad accrescere il corpo primario della pianta con l’aggiunta di nuove cellule, produce in modo ripetitivo i primordi fogliari e i primordi delle gemme laterali che inizialmente lo ricoprono, proteggendolo. L’allungamento del fusto è dovuto all’accrescimento internodale, l’aumento di spessore del fusto in accrescimento primario è dovuto invece a divisioni longitudinali delle cellule e all’ingrossamento di quest’ultime. Ai nodi come già detto vi sono gemme e foglie, a seconda della pianta cambia la loro disposizione, la più comune è la spiralata (una foglia per nodo), poi v’è la distica (2 fila di foglie opposte), opposta (foglie presenti a coppia in ogni nodo), decussata (se le foglie successive sono ad angolo retto rispetto alle precedenti) e verticillata (con più di 2 foglie per nodo).

La foglia: formata da un picciolo e da una lamina (senza picciolo = sessile), le foglie possono essere semplici (il lembo non è diviso in parti distinte, ma può essere più o meno lobato) e composte (suddiviso in foglioline, ognuna con il proprio picciolo, e si dividono in palmate e pennate), vi può essere alla base del picciolo una stipola, a protezione della gemma. La forma della foglie è influenzata molto dalla disponibilità d’acqua, e si dividono in mesofite (ambienti equilibrati), idrofite (piante parzialmente o totalmente sommerse) e xerofite (climi aridi). L’epidermide protegge al foglia dalla disidratazione tramite una cuticola, perforata però da stomi, assenti nelle idrofite, più presenti nelle xerofite, per scambi gassosi più rapidi, nei brevi momenti di disponibilità d’acqua. I peli epidermici possono essere presenti su tutte e 2 le facce della lamina o solo su una delle 2. La foglia è costituita dal mesofillo, il suo tessuto fondamentale, che si occupa della fotosintesi, si divide in parenchima a palizzata (nella superficie superiore della foglia) o spugnoso (sottostante a quello a palizzata). I fasci conduttori sono distribuiti per tutto il mesofillo, che corrispondono alle nervature fogliari, costituite da xilema (superiore) e floema (inferiore) protetti da una guaina del fascio. A seconda della nervazione è possibile distinguere monocotiledoni (nervazione parallelinervia) dalle dicotiledoni (reticolata). Se una pianta cresce in ambienti ricchi di luce produrrà foglie eliofile, piccole spesse e molto vascolarizzate, mentre se crescerà con scarsità di luce produrrà sciafile grandi e fine. Una foglia vive in genere una o due stagioni, terminata la sua vita si crea una zona di abscissione (cellule piccole con pareti deboli) alla base del peduncolo, dalla quale la foglia si stacca. Vi sono molti tipi di modificazioni fogliari, i più comuni sono i viticci (piselli e uva) che al pianta usa per arrampicarsi, i cladofilli invece sono fusti modificati che hanno acquisito la funzione di foglie (asparago), spine con funzione protettiva, trappole per insetti nelle carnivore.

Accrescimento secondario dei fusti: sono il risultato della crescita secondaria della pianta (dal secondo anno di vita) dovuta a 2 cambi, il cambio cribro-legnoso e il cambio del sughero, tranne per le palme,che non hanno una crescita secondaria del fusto, ma un intensa lignificazione di origine primaria. Le piante si dividono in:

- Annuali: non hanno crescita secondaria, e comprendono piante infestanti e fiori coltivati.

- Biennali: 2 anni che servono dalla germinazione del seme alla creazione di altri semi, il primo anno serve alla crescita della pianta, nel secondo, fioritura e fruttificazione.

- Perenni: vi sono sia arboree (con arresto della crescita nelle stagioni sfavorevoli) molte delle quali decidue (perdono foglie), che erbacee (che passano l’inverso sotto forma di radici dormienti).

Fusti di riserva: al pari della radice, in molte piante, si sono evoluti sia fusti che foglie con funzione di riserva, dal tubero della patata (fusto modificato) per la riserva di amidi. Se la patata è coltivata da semi, i tuberi si genereranno da stoloni, se invece viene fatto germinare un tubero (ricco di gemme) si avranno altri tuberi ma da rizomi (fusti ipogei modificati). Il bulbo-tubero invece è un fusto ingrossato protetto da foglie fine e piccole (gladiolo e ciclamino), la rapa invece ha un fusto edule (commestibile) con funzione di riserva, protetto da foglie molto ampie. Poi vi sono le piante succulente, specializzate nella conservazione dell’acqua, possibile grazie a parenchima non foto sintetico.

Strutture dello xilema: lo xilema è un tessuto molto esteso che non ospita solamente al funzione conduttrice, ma possiede anche:

- Dotti resiniferi: come nel pino, sono spazi intercellulari rivestiti di cellule parenchimatiche che secernono resina, tali dotti si formano in seguito a traumi, la resina infatti protegge da insetti e funghi che causano il deterioramento della corteccia.

- Toro: presente sulle pareti longitudinali delle tracheidi, caratterizzate da delle punteggiature areolate particolari, il toro, consiste in un ispessimento lenticolare lignificato. nei vasi possono formarsi delle bolle d'aria che interrompono la continuità della linfa bloccandone il flusso, e che possono passare nei vasi vicini, inattivandoli. Le punteggiature areolate con il toro funzionano come delle vere e proprie valvole in grado di bloccare il passaggio dell'aria da un vaso all'altro, infatti, se due vasi vicini sono entrambi funzionanti, il toro rimane al centro della punteggiatura e consente il passaggio laterale della linfa. Se invece solo uno dei due vasi trasporta la linfa e l'altro é pieno d'aria, la depressione all' interno del vaso funzionante risucchia il toro che occlude l'apertura della punteggiatura e blocca l'entrata dell'aria.

- Cerchie annuali: Come già detto al crescita nelle stagioni avverse si rallenta notevolmente, e ciò porta alla formazione di cerchie annuali nel fusto, con l’alternanza di cerchi chiari (legno primaverile) con cellule grandi e pareti fine, e cerchi scuri (legno autunnale), con cellule piccole e pareti spesse.

- Duramen: lo xilema più vecchio, al centro del fusto, tipicamente scuro, che ha perso al capacità conduttrice, le cellule sono state riempite con gomme o resine che lo hanno colorato, mentre lo xilema chiaro, l’alburno, ha la capacità conduttrice.

Marco Auriemma