L argomento può essere affrontato in ogni momento del curriculum scolastico.

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1 PIANTE

2 L argomento può essere affrontato in ogni momento del curriculum scolastico. Nella scuola dell infanzia e nei primi tre anni della scuola primaria, le attività dovranno essere incentrate sul nome delle varie piante e sulla loro rappresentazione tramite disegni, immagini. La scoperta delle parti comuni a tutte le piante aiuta ad imparare a classificare, a fare gruppi omogenei. Come dice Montessori, dobbiamo dare le parti perché sia chiaro il tutto, ma con lo scopo di stabilire relazioni, poiché..stabilire la relazione tra le cose, significa portare la conoscenza. Quindi spazio a laboratori sensoriali, a semi che germinano, a piante che crescono, a foglie di vari colori e forme, all acqua, al sole e all aria che fanno crescere le piante. Le piante permettono di presentare il ciclo della vita e di osservare la nascita, la crescita, la riproduzione e la morte dell organismo. Negli ultimi due anni della scuola primaria, il bambino inizia ad avere capacità di astrarre. Alle conoscenze concrete, sensoriali si deve affiancare il concetto di funzione e di processi. Sole, acqua e aria diventano calore, radiazione luminosa, componenti della fotosintesi, ossigeno. Le foglie sono laboratori in cui avvengono processi quali la fotosintesi e la traspirazione, le cellule che compongono le foglie hanno i cloroplasti che sono gli artefici della fotosintesi. L autotrofia viene ad essere presentata come produzione di zucchero e partenza, quindi, per tutte le catene alimentari del Pianeta.

3 Con il termine piante vengono definiti gli organismi eucarioti autotrofi. I più antichi organismi vegetali avevano una struttura molto semplice; non producevano semi, erano privi di fusto e di radici e non avevano le foglie. Una struttura simile la possiamo ancora ritrovare nelle alghe. Le prime grandi tappe nell evoluzione delle piante terrestri furono lo sviluppo dei muschi e delle felci. Tutte queste piante, non hanno fiori e la loro riproduzione avviene, sia per via sessuata, cioè per mezzo di gameti, o per via asessuata, mediante le spore. La classificazione dei principali gruppi vegetali, si basa proprio sull assenza o presenza di vasi conduttori e del fiore.

4 Le piante si sono adattate a diverse condizioni climatiche e hanno colonizzato ogni regione della terra. La loro presenza sul pianeta è di vitale importanza per quasi tutti gli organismi viventi: esse infatti produco ossigeno, gas essenziale per la respirazione, costituiscono l alimento per gli animali e forniscono all uomo materiale da costruzione, fibre tessili, coloranti e sostanze per la produzione di farmaci. La varietà di piante che popolano la terra è davvero sorprendente: esse sono diverse per forme, dimensioni, per l ambiente in cui vivono e molte altre caratteristiche. Tuttavia, è possibile mettere ordine, cioè classificare, il gran numero di specie che questo regno comprende, seguendo la loro evoluzione.

5 Il regno delle piante comprende tutti gli organismi mono- e pluricellulari, eucarioti e autotrofi. Essi sono paragonabili a macchine capaci di utilizzare l energia, sotto forma di luce, per ottenere energia chimica contenuta nel glucosio che essi stessi producono attraverso la fotosintesi clorofilliana. Autotrofa: autonoma L organismo preleva dall ambiente solo sostanze inorganiche, e sintetizza tutte le sostanze organiche (zuccheri, proteine e grassi) da solo. L energia necessaria a questa sintesi proviene da: reazioni chimiche (alcune alghe) radiazione solare (tutte le piante verdi contenenti clorofilla). La clorofilla rende indipendenti da una sorgente esterna di alimenti tutte le piante che la contengono.

6 Riproduzione vegetativa La riproduzione è il fenomeno attraverso cui un organismo dà origine a uno o più discendenti, permettendo così la conservazione e la diffusione della specie. È possibile distinguere due tipi di riproduzione: vegetativa (o agamica) e sessuale (o gamica). La riproduzione vegetativa o agamica permette la moltiplicazione di un individuo in seguito a divisione del corpo vegetativo o al distacco di una sua parte. Lo sviluppo del nuovo individuo (clone) avviene in seguito a divisioni mitotiche, mantenendo così costante il genotipo delle successive generazioni. Il vantaggio della riproduzione agamica è la produzione in tempi brevi di numerosi nuovi individui che dovrebbero sopravvivere meglio se le condizioni ambientali non si modificano e che consentono una rapida diffusione della specie. La mancanza di ricombinazione genetica riduce però la ricchezza del pool genico e rende le piante meno adattabili e quindi più vulnerabili ai cambiamenti delle condizioni ambientali.

7 Riproduzione sessuale La riproduzione sessuale è caratterizzata da due eventi: la meiosi, cioè la produzione di 4 cellule aploidi (n) a partire da una cellula diploide (2n), e la fecondazione o gamia per fusione di due cellule aploidi (gameti). L unione dei due gameti determina la formazione dello zigote, caratterizzato da un numero cromosomico 2n. In corrispondenza di questi due processi si verifica una variazione della fase nucleare. In particolare, la meiosi porta alla formazione di cellule con corredo cromosomico aploide (fase nucleare aploide), mentre la gamia determina la formazione dello zigote con corredo cromosomico diploide, (fase nucleare diploide). La meiosi permette un riassortimento dei cromosomi paterni e materni e la creazione di nuovi cromosomi attraverso il normale scambio meiotico ed il crossing-over. La riproduzione sessuale genera quindi variabilità genetica; questa è fondamentale per gli organismi viventi in quanto favorisce la sopravvivenza della specie in condizioni ambientali in continuo cambiamento, e rappresenta, con la selezione naturale, il motore dell evoluzione.

8 Tutte le piante si riproducono alternando una generazione a riproduzione sessuata (gamica) e una generazione a riproduzione asessuata (agamica). La riproduzione sessuata avviene grazie all intervento di due cellule sessuali specializzate, i gameti, maschile (spermatozoo) e femminile (cellula uovo): la fecondazione di una cellula uovo da parte di uno spermatozoo porta alla formazione dello zigote, la prima cellula del nuovo organismo, che si accresce per successive mitosi. Il nuovo organismo (la nuova pianta) si riproduce anch esso, ma utilizza un meccanismo di riproduzione asessuata: non produce gameti ma spore, singole cellule da cui poi, senza fecondazione, si sviluppa la nuova generazione, questa volta in grado di produrre gameti e di riprodursi con un meccanismo sessuato, che prevede di nuovo l unione dei due gameti (fecondazione): si ha dunque sempre l alternanza di una generazione di piante che producono gameti, chiamate gametofiti, a riproduzione sessuata e una generazione di piante che producono spore, chiamate sporofiti (a riproduzione asessuata) Franco Lucisano Editore La Scienza della Vita Modulo C: Biodiversità e ambiente

9 2010 Franco Lucisano Editore La Scienza della Vita Modulo C: Biodiversità e ambiente

10 L alternanza di generazione si compie con modalità differenti nei diversi gruppi di piante: Nelle briofite, come i muschi, prevale il gametofito, che rappresenta la vera pianta, quella che noi chiamiamo muschio, mentre lo sporofito è limitato a un esile stelo dalla cui cima si liberano le spore (da cui avranno poi origine i gametofiti). Nelle felci, invece, la vera pianta è lo sporofito: nella pagina inferiore delle foglie delle felci troviamo i sori, che contengono le spore, che una volta liberate daranno origine ai gametofiti (protalli), piccolissime piantine da cui si liberano i gameti maschili che, attraverso l acqua, vanno a fecondare la cellula uovo per dare origine a un nuovo sporofito, una nuova felce. Nelle spermatofite il gametofito è ridotto a poche cellule, che rimangono incorporate nello sporofito, che è la vera pianta: i gametofiti maschili sono i granuli di polline (portati dai coni maschili nelle gimnosperme e dagli stami nelle angiosperme) e quelli femminili sono gli ovuli, contenuti nei coni femminili (nelle gimnosperme) o nel pistillo (più precisamente nell ovario) nelle piante con fiore Franco Lucisano Editore La Scienza della Vita Modulo C: Biodiversità e ambiente

11 In generale un ciclo biologico può essere descritto in questo modo: i gameti aploidi sono prodotti per mitosi dal corpo vegetale aploide, cioè il gametofito. Dopo la fusione dei gameti nella fecondazione, il risultante zigote diploide si sviluppa a formare una piante diploide detta sporofito. Lo sporofito produce delle spore, le quali essendo formate per meiosi sono aploidi. Ciascuna spora si accresce a formare un nuovo gametofito aploide, continuando il ciclo.

12 piante vascolari, che hanno sviluppato sistemi di conduzione dell acqua e delle sostanze nutritive. Per approfondire: files/2008/04/gainotti_unita_2_piante1.pdf

13 Le piante non vascolari: le briofite Le briofite, piante non vascolari, mancano di radici e di vasi. Il gametofito è dominante sullo sporofito e i gameti maschili nuotano nell acqua per fecondare la cellula uovo. Dallo sporofito che rimane unito al gametofito derivano le spore da cui germinano le nuove piante. Phelan, Pignocchino Le scienze naturali Zanichelli editore

14 Le piante vascolari senza semi: le pteridofite Le pteridofite, tra cui le felci, sono piante vascolari primitive, hanno radici, fusto e foglie. Lo sporofito è dominante e la diffusione avviene grazie alle spore da cui derivano gametofiti indipendenti. La fecondazione può avvenire solo in acqua. Phelan, Pignocchino Le scienze naturali Zanichelli editore 2015

15 Tutte le piante comprendono un enorme varietà di forme vegetali suddivise in due gruppi: Piante inferiori o crittogame dal greco cripto = nascondo, e gamos, poiché i fenomeni sessuali non si manifestano attraverso il fiore (piante senza semi) Piante superiori (fanerogame e spermatofite) dal greco faneros = evidente, e gamos = nozze, cioè: organi sessuali evidenti come il fiore dal greco sperma = seme, e fiton = pianta: piante con semi. Comprendono gimnosperme e angiosperme