Corso di Botanica per Scienze Veterinarie

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1 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

2 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

3 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)

4 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)

5 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.

6 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).

7 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.

8 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).

9 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.

10 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.

11 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.

12 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.

13 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.

14 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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