Con tale termine si indica un insieme eterogeneo di taxa di
“piante inferiori” il cui corpo vegetativo è costituito dal tallo,
una struttura priva cellule differenziate in veri e propri tessuti,
di vasi per il trasporto della linfa e di organi specializzati quali
fusto, radici e foglie.
Le tallofite raggruppano organismi strettamente legati
all’acqua ed includono alghe, funghi e licheni.
Il termine tallofite si oppone a quello di cormofite (piante
vascolari o tracheofite), in cui le cellule si differenziano in
tessuti e strutture caratteristiche.
Il corpo delle tallofite può essere sia unicellulare che
pluricellulare; tipicamente acquatiche, possono adattarsi
anche alla vita terrena in luoghi molto umidi.
Nelle forme di maggiori dimensioni i talli presentano organi
di ancoraggio, di sostegno, fronde e canali cellulari interni
che funzionano da elementi vascolari.
Molte specie unicellulari sono provviste di flagelli, la parete
cellulare può mancare o può essere composta da cellulosa o
da altri polisaccaridi oppure costituita da calcare o silice e da
altri rivestimenti di natura proteica.
Le tallofite non sono tutte autotrofe ed alcune dipendono
unicamente da fonti esterne.
Le alghe vivono in prossimità della superficie dell’acqua dove la luce è più
abbondante.
Le alghe sono organismi eucarioti.
Possono essere unicellulari se costituite da un’unica cellula completamente
autosufficiente; pluricellulari se costituite da più cellule.
Se libere di muoversi fanno parte del fitoplancton, se ancorate ad un
substrato fanno parte del microbenthos.
Esse hanno un ruolo basilare nella catena alimentare in quanto sono in
grado di sintetizzare sostanze organiche a partire da quelle inorganiche.
Rappresentano inoltre i principali produttori di ossigeno presente sulla Terra
e rappresentano il collegamento tra i batteri e le piante.
Le diatomee sono alghe unicellulari comparse nel Cretaceo (145 m.a. fa).
Queste alghe possono condurre vita planctonica o benthonica e sono provviste
di uno scheletro siliceo formato da 2 valve (frustulo) all’interno del quale si
trova il protoplasma, una soluzione acquosa dove sono presenti gli organuli e i
pigmenti fotosintetici costituiti da clorofilla A e C più altri accessori come il βcarotene e le xantofille.
L’astuccio siliceo è
ricoperto di minuscoli fori, che conferiscono la
caratteristica struttura reticolare.
Le diatomee si possono trovare isolate o in colonie filamentose.
La riproduzione avviene per scissione binaria in cui la cellula figlia eredita una
delle due valve, alternata a riproduzione sessuale quando la cellula necessita di
un accrescimento delle dimensioni.
Alghe brune
Le alghe brune organismi pluricellulari caratterizzati da rapida crescita e grandi
dimensioni.
Il tallo ha struttura complessa che può ricordare il fusto e le foglie delle piante
superiori (cauloide e fronde); sono inoltre provviste di organi di galleggiamento
pieni d’aria (cisti), che assicurano la posizione eretta dell’alga, e organi di
ancoraggio al substrato (apteri).
Le Feoficee contengono pigmenti quali la clorofilla A e C, i carotenoidi e la
fucoxantina.
Alghe verdi
La loro comparsa risale a più di 1 miliardo di
anni fa e possono essere unicellulari,
coloniali e pluricellulari raggiungendo anche
grandi dimensioni.
La maggior parte sono acquatiche.
Possiedono clorofilla A e B e carotenoidi.
Accumulano amido nei plastidi, come le
piante superiori.
Riproduzione che alterna stadi asessuali a
stadi sessuali.
Si pensa che da esse si siano evolute le
piante superiori.
Dinoflagellati
Queste alghe unicellulari possono essere planctoniche,
bentoniche, parassite o simbionti di altri organismi e sono
munite di due flagelli che gli permettono di muoversi
liberamente.
La superficie corporea è costituita da una teca dalla più
svariate forme.
Contengono clorofilla A e C oltre a pigmenti accessori,
quindi autotrofe, anche se esistono diverse specie eterotrofe.
Alcune sono bioluminescenti e se disturbate emettono luce
per spaventare i predatori.
Risalenti al Cretaceo (145 m.a. fa) le alghe dorate sono organismi unicellulari o
coloniali, liberi di muoversi nelle acque.
La maggior parte effettuano fotosintesi grazie alla clorofilla A e C oltre a
carotenoidi e fucoxantina. In carenza di luce possono diventare eterotrofe.
Si riproducono asessualmente.
La maggior parte delle alghe rosse sono pluricellulari.
Sono in grado di compiere la fotosintesi grazie alla clorofilla A e alla ficoeritrina.
Sono organismi bio-costruttori, in quanto con la loro crescita formano le
piattaforme carbonatiche e le scogliere coralline.
Il ciclo vitale è molto complesso e costituito da tre fasi.
Criptomonadi
Le cryptophytae sono alghe unicellulari dotate di flagelli cigliati utilizzati per gli
spostamenti e per la cattura del cibo.
Vivono solitarie o in piccole colonie.
Sono organismi autotrofi dotati di clorofilla A e C, più diversi pigmenti accessori.
Embryophyta (Embriofite)
Con tale termine vengono indicate tutte le piante terrestri, contrapponendosi al
termine Tallofite che indica tutte le piante strettamente legate all’ambiente
acquatico.
La caratteristica che accomuna tutte le Embriofite è la formazione di un
embrione a partire dallo zigote: di un organismo, cioè, nutrito e protetto
dall'organismo genitore a cui rimane unito per un tempo più o meno lungo, che
varia per forma e struttura a seconda delle divisioni.
Marchantiomorpha (Epatiche)
Piante non vascolari che prediligono gli ambienti umidi.
Loro caratteristica distintiva è la presenza nelle cellule di corpi oleosi (oleocorpi)
di forma specifica, contenenti terpeni, che non sono presenti in nessun altro tipo di
piante.
Per quanto riguarda la riproduzione alternano quella sessuale, operata dal
gametofito a quella asessuale, operata dallo sporofito.
Il gametofito è caratterizzato da una parte maschile, l’anteridio, che produce gli
anterozoidi, e una parte femminile, l’archegonio, che produce le oosfere. Dalla
fecondazione dei gameti si sviluppa lo sporofito, sulla sommità del fusticino, che
inizia la produzione di spore.
Anthocerotophyta (Antocerote)
Le Antocerote sono piante non vascolari
molto simili alle Epatiche, da cui differiscono
per l’assenza di oleocorpi.
Loro caratteristica è la produzione di sostanze
mucillaginose protettive.
Inoltre si distinguono per la presenza di uno
sporofito estremamente sviluppato che
continua a crescere per tutta la vita della
pianta.
Bryophyta (Muschi)
Le Briofite rappresentano le prime piante che riuscirono a sopravvivere fuori
dall’acqua grazie ad una impermeabilizzazione delle superfici. La loro origine è
imputabile per alcuni alle Alghe Clorofite.
Prosperano nei luoghi umidi, all’ombra e lungo ruscelli.
La struttura anatomica è a metà strada tra quella delle tallofite e quella delle
cormofite, infatti sono caratterizzate per l’assenza di strutture vascolari
differenziate ma per la presenza di strutture che ricordano le radici (rizoidi), il
fusto (cauloide) e le foglie (filloidi) delle piante superiori.
La loro riproduzione è strettamente legata all’acqua, sia perché i gameti maschili
flagellati si possono muovere solo in acqua, sia perché le loro radichette son
troppo deboli per spingersi in profondità nel suolo.
Secondo alcune classificazioni si dividono in: Muschi, Epatiche e Antocerote.
Riproduzione delle Briofite
Nelle Briofite si osserva un ciclo riproduttivo aplo-diplonte.
La generazione aploide prende il nome di gametofito. In esso si riconosce una parte
maschile, l’anteridio, che produce gli anterozoi, e una parte femminile, l’archegonio, che
produce le oosfere.
La generazione diploide è rappresentata dallo sporofito, che si sviluppa e riceve
nutrimento dal gametofito, all’atto della fecondazione, e che produce le spore.
Nello sporofito si riconoscono strutture particolari quali una parte basale, chiamata
austorio, che penetra nei tessuti del gametofito, un filamento detto seta, e all’apice di
questo, uno sporangio detto caliptra che produce le spore.
A maturità la caliptra si trasforma in una struttura detta capsula che si apre e libera le
spore nell’aria.
Lycopodiopsida (“Pteridofite” - Licofite)
Le Licofite rappresentano le prime piante vascolari comparse sulla Terra,
comparse nel Carbonifero (360 m.a. fa).
Sono caratterizzate dalla presenza di veri tessuti e strutture specializzate quali
radici, fusto e foglie e in passato potevano raggiungere i 40 m di altezza e 2 m di
diametro alla base del tronco, mentre oggi le dimensioni sono molto ridotte.
Le radici sono ramificate, le foglie (microfilli) hanno una disposizione a spirale
e, a differenza di tutte le altre piante vascolari, sono dotate di un’unica nervatura
centrale.
Il ciclo vitale è aplo-diplonte con alternanza di una generazione aploide che si
riproduce sessualmente, grazie al gametofito (protallo), e una diploide che si
riproduce asessualmente grazie agli sporofiti.
Spesso gli sporofiti sono raggruppati in strutture dette sporangi. Lo sporofito è
predominante sul gametofito e sono caratterizzate da diverse tipologie di spore
(eterosporee).
Alcune si riproducono asessualmente per frammentazione dei fusti sotterranei
(rizomi).
Lycopodiidae (Licopodi)
I licopodi sono piante vascolari che oltre alle radici
sotterranee presentano radici avventizie, fusto e
microfilli direttamente attaccati allo stelo (sessili).
In genere sono piante perenni, sempreverdi e a
portamento strisciante (non si sviluppano in altezza
ma si espandono parallelamente al suolo).
Gli sporangi dei licopodi sono a forma di sacchetto,
spesso riuniti in strutture coniche dette strobili e si
trovano sulla superficie superiore delle foglie e in
posizione ascellare (all’attaccatura della foglia con
il fusto).
Le spore sono di colore giallo zolfo.
Selaginellales (Selaginelle)
Le selaginelle sono molto simili ai licopodi ma a loro differenza sono eterosporee,
si distinguono infatti le microspore dalle macrospore.
Inoltre i vasi trasportatori del fusto sono più efficienti rispetto a quelli dei licopodi.
Isoëtales (Isoetes)
Piante caratterizzate da un piccolo fusto
semisotterraneo a tubero che porta poche
foglie di aspetto lineare.
Anche queste sono eterosporee, con le
megaspore che danno vita al gametofito
femminile, mentre le microspore originano il
gametofito maschile.
Polypodiopsida (“Pteridofite” - Felci)
Queste piante sono comparse nel Devoniano
inferiore (411 m.a. fa) e sono tra le prime
piante terrestri che hanno cominciato a
differenziare un sistema di trasporto dei fluidi
che gli ha permesso di affrancarsi dalla
vicinanza all’acqua, comunque permettendo
un accrescimento in altezza.
Esse sono definite a pieno titolo cormofite, in
quanto possiedono un vero fusto, delle vere
radici e foglie.
Sono organismi aplo-diplonti con alternanza
di generazioni con riproduzione sessuale e
asessuale, con netto predominio dello
sporofito sul gametofito.
Le principali divisioni sono le Pterophyta e le
Equisetidae.
Pterophyta (Felci)
Le felci possiedono grandi foglie (megafilli) provviste di
numerose nervature ramificate che nello stadio giovanile si
presentano arrotolate all’apice.
Le foglie recano sulla pagina inferiore sporangi spesso
riuniti in gruppi detti sori.
Le felci moderne sono suddivise in due gruppi: le felci
eusporangiate, in cui lo sporangio si origina da un insieme
di cellule, e le felci leptosporangiate, dove si origina da
un’unica cellula.
La maggior parte delle felci ha aspetto erbaceo con un
rizoma sotterraneo, ma nelle felci arboree tropicali il fusto,
esterno, può raggiungere dimensioni considerevoli.
La quasi totalità delle felci sono isosporee.
Equisetidae (Equiseti)
Le origini risalgono al Carbonifero e vivono in luoghi
molto umidi o paludosi.
Il fusto è in parte sotterraneo e in parte esterno,
fotosintetico e non supera il metro. È caratteristico per
la presenza di nodi e internodi dove si inseriscono i giri
di foglie.
Le foglie sono del tipo delle microfille, piccole,
squamiformi e di solito non fotosintetiche.
Gli sporangi sono riuniti in gruppi detti sporangiofori.
Le spore, dotate di strutture che ne facilitano la
diffusione (elateri), sono tutte simili fra loro.
Spermatopsida (Spermatofite)
La loro comparsa è imputabile al Devoniano Inferiore (360 m.a. fa), dove soppiantarono
le grandi foreste di Pteridofite, grazie ad una sempre maggiore emancipazione dall’acqua.
Le innovazioni sono:
• Comparsa dei fiori.
• Comparsa del seme.
• Sviluppo dei meristemi: tessuti in attiva proliferazione di cellule; i primari presiedono
all’accrescimento in lunghezza di fusti e radici, i secondari (cambi) permettono
l’accrescimento in spessore.
• Comparsa della suberina, componente principale del sughero delle cortecce, che gli
conferisce resistenza ai parassiti e agli agenti atmosferici, e ne garantisce
l’impermeabilità, pur garantendo gli scambi gassosi.
Gymnospermae (Gimnosperme)
I primi fossili di gimnosperme risalgono al Devoniano (circa 360 m.a. fa).
Sono piante legnose, arboree o arbustive, con semi nudi non protetti da un ovario, portati
sulla superficie di sporofilli o di strutture analoghe.
Le caratteristiche salienti sono:
• presenza di legno omoxilo: costituito cioè da vasi detti tracheidi, mediamente efficienti
per il trasporto della linfa (ad eccezione delle gnetofite in cui sono presenti vasi più
efficienti);
• ritmi riproduttivi lenti: tra impollinazione e maturazione del seme possono passare anni;
• impollinazione anemofila: impollinazione ad opera del vento (con poche eccezioni).
• presenza di numerosi cotiledoni: organi per la nutrizione del seme in fase di
germinazione.
Le gimnosperme sono divise in: Pinophyta, Ginkgophyta, Cycadophyta e Gnetophyta, e
comprendono gli alberi più alti esistenti sulla Terra come le sequoie, i pini, gli abeti, i
larici, i cipressi e i ginepri.
Riproduzione delle Gimnosperme
I semi delle Gimnosperme sono nudi e
disposti sulle scaglie di un cono (o pigna
o strobilo), o di una struttura simile.
I semi sono il prodotto della fusione dei
gameti maschili con quelli femminili.
Gli sporangi maschili (microsporangi)
producono i gametofiti maschili, i
granuli di polline.
Gli sporangi femminili (macrosporangi)
producono i gametofiti femminili, gli
ovuli.
L’impollinazione consiste nel trasporto dei granuli di polline dalle sacche
polliniche fino agli ovuli e nella quasi totalità dei casi il trasporto è operato al
vento.
Il granulo pollinico rappresenta un piccolo gametofito maschile che produce i
gameti maschili, le cellule spermatiche.
L’ovulo si divide in quattro macrospore, solo una delle quali da origine al
gametofito femminile che produce i gameti femminili, le ovocellule o oosfere.
Quando l’ovulo è maturo e può essere fecondato emette una goccia di liquido
zuccherino vischioso, la goccia di impollinazione, che trattiene i granuli pollinici;
in seguito, seccandosi, si ritrae all’interno dell’ovulo, trascinando i granuli nella
sottostante camera pollinica. Il polline forma dunque il tubetto pollinico, grazie al
quale gli spermi potranno contattare l’oosfera fecondandola e producendo lo
zigote che si trasformerà in seme.
Pinophyta (Conifere)
Queste piante vivono usualmente nelle
regioni fredde e temperate e nell’emisfero
boreale.
Le conifere possono avere altezza che varia
da meno di 1 metro fino a superare i 100
metri.
L’albero più alto al mondo è la Sequoia
sempervirens Hyperion, nella California
settentrionale, che ha raggiunto i 115,55
metri.
I rami si distinguono in rami normali
(macroblasti) e rami brevi (brachiblasti).
Le foglie possono variare da laminari ad
aghiformi e nella maggioranza dei casi si
inseriscono sul ramo a spirale.
La maggior parte delle conifere sono
monoiche, cioè sulla stessa pianta sono
presenti sia gli organi riproduttivi maschili
che femminili, anche se esistono specie
dioiche, in cui i sessi sono separati.
Altri esempi di conifere sono il pino, il larice, l’abete, il cipresso, il cedro, il tasso e la tuia.
Ginkgophyta (Ginkgo biloba)
Il Ginkgo biloba rappresenta l’unico
rappresentante
vivente
delle
Ginkgofite.
Quest’albero è originario della Cina,
si hanno evidenze fossili che
risalgono a 250 milioni di anni fa e
rappresenta l’unica gimnosperma a
foglie caduche.
Il nome deriva dalla caratteristica
forma bilobata delle foglie.
Può raggiungere i 40 metri di
altezza.
Il Ginkgo è dioico, infatti le strutture
riproduttive maschili e quelle
femminili si trovano separate su
piante diverse.
Cycadophyta (Cicadofite)
Sono la divisione più antica delle
Gimnosperme, infatti la loro
comparsa è attribuita al Permiano
(290 m.a. fa).
Hanno un aspetto che ricorda
quello delle palme, con fusto tozzo
e basso sormontato da una corona
di foglie composte.
Molte specie contengono sostanze
neurotossiche o cancerogene.
Sono dioiche e dunque a sessi
separati.
Gnetophyta (Gnetofite)
Sono diffuse nelle regioni più calde del
pianeta.
Esse costituiscono il gruppo più moderno
tra le Gimnosperme e presentano molte
analogie con le Angiosperme come la
somiglianza dei vasi di trasporto e la
presenza di strutture protettive del seme
che ricordano i frutti e gli apparati
riproduttivi che ricordano le strutture
fiorali.
La maggior parte sono dioiche anche se
esistono alcune specie con organi
riproduttori ermafroditi.
Angiospermae (Angiosperme)
Comparse circa 200 milioni di anni fa, le Angiosperme si diffusero rapidamente in tutto
il pianeta, grazie alla loro estrema varietà morfologica e fisiologica.
Oggi si contano oltre 250.000 specie viventi, riunite in circa 400 famiglie.
Tale capacità di adattamento è stata raggiunta grazie soprattutto all’insorgenza di nuovi
caratteri dovuti alle nuove modalità riproduttive per mezzo dei fiori.
Le novità sono:
• presenza del fiore: organo con strutture specializzate per la riproduzione;
• presenza di legno eteroxilo: caratterizzato da strutture specializzate per il trasporto
quali trachee, tracheidi e fibre;
• presenza di semi protetti da un frutto;
• seme con 1 o 2 cotiledoni;
• cicli riproduttivi veloci;
• diverse tipologie di impollinazione: entomofila, anemofila, igrofila e zoofila.
Il fiore delle Angiosperme
Il fiore rappresenta l’organo riproduttivo per eccellenza.
In esso sono riuniti tutti gli organi e le strutture legate alla riproduzione.
Si distinguono strutture sterili (antofilli) e strutture fertili (sporofilli).
I fiori possono essere solitari o si possono raggruppare in infiorescenze.
Le strutture accessorie del fiore sono: calice, formato da sepali, con funzione di
protezione degli altri verticilli nelle prime fasi del loro sviluppo; corolla, formata da
petali, con funzione di richiamo degli insetti impollinatori.
L’insieme di calice e corolla forma il perianzio.
Se i petali e i sepali non sono molto diversi per aspetto e funzione prendono il nome di
tepali e il loro insieme di perigonio.
Le strutture riproduttive sono divise fra e maschili e femminili.
L’androceo, organo maschile, è formato da microsporofilli detti stami, composti
da filamento e antera.
Il gineceo, organo femminile, è formato da macrosporofilli detti carpelli, che
formano una struttura detta pistillo, formata in genere da tre porzioni con funzioni
diverse: l’ovario, parte allargata basale che contiene gli ovuli; lo stimma, parte
apicale recettiva per il polline; e lo stilo, parte allungata che collega l’ovario allo
stimma.
Il seme delle Angiosperme
Il seme deriva dalla fecondazione dell’ovulo e rappresenta un nuovo organismo
geneticamente diverso da entrambi i genitori.
Le dimensioni e la forma dei semi sono molto variabili, da microscopici, come quelli delle
orchidee a giganteschi come quello della palma delle Seychelles che pesa fino a 20 kg.
Nel seme si possono riconoscere tre parti: l’embrione, da cui si svilupperà la futura
pianta, e in cui sono riconoscibili una radichetta che è il primordio dell'apparato radicale,
una piumetta che è l’apice del futuro fusto e uno o due cotiledoni (differenziazione tra
Monocotiledoni e Dicotiledoni), recanti riserve nutritive; l’endosperma, tessuto nutritivo
ricco di sostanze di riserva necessarie allo sviluppo del seme; l’episperma, tessuto
protettivo che avvolge e protegge il seme dagli agenti atmosferici.
Il frutto delle Angiosperme
Il frutto delle Angiosperme ha origine dal gineceo e in particolare dall’ovario.
La parete dell’ovario forma il pericarpo, che si divide in tre parti: l’epicarpo, la
buccia del frutto, che deriva dall’epidermide esterna dell’ovario; il mesocarpo, la
parte polposa del frutto, che deriva dalla parete mediana dell’ovario; l’endocarpo,
la superficie che riveste i semi, che deriva dall’epidermide interna dell’ovario.
Monocotyledones (Monocotiledoni)
Le monocotiledoni sono tutte piante
erbacee, ivi comprese anche le palme.
La loro comparsa sulla Terra ha dato
origine ad un nuovo bioma: la prateria e
ha permesso lo sviluppo di nuovi gruppi
di animali.
La loro caratteristica è di svilupparsi da
semi il cui embrione è provvisto di un
solo cotiledone.
Le parti fiorali sono sempre in multipli di
tre e sono organizzate in perigonio.
I fusti sono dotati di fasci vascolari
disposti disordinatamente (atactostelici).
Le foglie hanno nervature principali
parallele fra loro.
Dicotyledones (Dicotiledoni)
Le dicotiledoni comprendono piante
sia erbacee che legnose.
Caratteristica peculiare è che il seme
ha un embrione provvisto di due
cotiledoni.
Le parti fiorali non sono in multipli
di tre, ma hanno verticilli di 4 o 5
pezzi.
I fusti presentano fasci vascolari
disposti ad anello (eustelici).
Le foglie sono distinte in picciolo e
lamina, con margini di forma varia e
le nervature sono reticolate.