ANGIOSPERME. div. Magnoliophyta. le piante a fiore

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Lamberto Savino
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1 ANGIOSPERME div. Magnoliophyta le piante a fiore

3 angiosperme piante spermatofite Le angiosperme compaiono improvvisamente circa m.a. (Cretaceo) e colonizzano rapidamente tutto il pianeta (terre emerse ma anche acque) viventi

4 Angiosperme Ca sp. (80% dei vegetali esistenti) Eccezionale varietà di forme in termini di dimensioni, habitus, portamento, durata e cicli di vita Grande varietà di sostanze chimiche e molecole biologiche con funzioni adattative Primaria importanza ecologica ed economica per tutti gli organismi eterotrofi, soprattutto animali e uomo

5 Tappe evolutive raggiunte dalle Angiosperme: -Possibilità dell habitus erbaceo, ciclo vitale breve, maggior numero di generazioni per unità di tempo -Legno eteroxilo - Fiore: complesso di strutture che proteggono e nutrono i gametofiti e controllano la gamia - Massima riduzione e protezione dei gametofiti -Ovario: contenitore degli ovuli - Doppia fecondazione e endosperma secondario triploide - Frutto come organo di dispersione

6 Le forme biologiche delle Angiosperme La forma biologica è un «modello» per esprimere i caratteri di base dell habitus, della consistenza (legnosa o erbacea) e del ciclo vitale delle piante. Questi caratteri risultano dall adattamento ai vari ambienti climatici ed edafici (suolo) in cui le specie si sono evolute Nelle Angiosperme esistono 5 forme biologiche principali basate sulla posizione delle gemme svernanti rispetto al livello del suolo.

7 albero o arbusto Forme biologiche erba perenne erba perenne erba annua suffrutice fanerofita: > 30 cm camefita: 5-30 cm emicriptofita: 0-5 cm geofita: cm terofita: no gemme

8 Ovario: è formato dai Carpelli. Il carpello si origina sostanzialmente da un macrosporofillo che «si ripiega su sé stesso» per racchiudere e proteggere l ovulo (o gli ovuli) al suo interno. Il numero dei carpelli dell ovario è variabile fra generi e famiglie (importante carattere tassonomico), e gli ovuli possono essere fissati e disposti all interno in vario modo (placentazione) Ovario con un carpello e due ovuli marginali Ovario con un carpello e due ovuli parietali Ovario con tre carpelli separati, ciascuno con due ovuli marginali Ovario con tre carpelli fusi ai margini, ciascuno con due ovuli marginali

9 Vantaggi evolutivi dell ovario formato dai carpelli: -Ulteriore protezione del gamete femminile e della gamia - Possibilità di allungare il periodo di ricettività dell ovulo - Allungamento del percorso del tubetto pollinico - Vantaggi legati al frutto come organo di dispersione

10 Fiore struttura di base del fiore bisessuale (ermafrodita) nelle Angiosperme

11 Organi sessuali del fiore ermafrodita L insieme degli stami forma l androceo Ovario + stilo + stigma = gineceo stami ovario

12 Microsporangi: sono dentro le «teche» che formano le antere. Le antere sono portate dal filamento: stame an stame teche filamento Struttura dello stame nelle Sezione Angiosperme trasv. di antera (con 4 microsporangi)

13 Sviluppo dell antera e formazione delle microspore e dei granuli pollinici tappeto endotecio cell. madri microspore formazione dei microsporangi esotecio tetradi di microspore connettivo granuli di polline

14 tappeto

15 tetradi di microspore

16 Esempi di alcuni granuli pollinici di Angiosperme, mostranti i tipi di apertura e le caratteristiche di forma e superficie

originano i due gameti maschili, o cellule spermatiche) Granuli

17 Formazione del gametofito maschile (rispetto alle Gimnosperme c è una divisione in meno: dalla prima divisione della cellula generativa si originano i due gameti maschili, o cellule spermatiche) Granuli pollinici di angiosperme che hanno emesso il tubetto pollinico (microgametofiti)

18 FORMAZIONE DEL GAMETOFITO FEMMINILE giovane ovulo Megaspora funzionale Sviluppo del gametofito femminile (sacco embrionale) Gametofito femminile maturo (ridotto a 7 cellule + la cellula uovo!) sinergidi e cellula uovo (al centro) nuclei polari antipodi

19 Doppia fecondazione: uno dei due gameti maschili (nuclei spermatici) si unisce coi due nuclei polari femminili: si forma una cellula 3n: è la prima dell endosperma del seme della angiosperme

20 Vantaggi evolutivi della doppia fecondazione: -entrambi i gameti maschili effettuano una fecondazione -il tessuto di riserva si forma solo dopo che è avvenuta la formazione dello zigote (o simultaneamente). Non c è rischio di «investimenti sbagliati» (= spreco di energia) -l endosperma triploide (secondario) delle angiosperme ha spesso maggiore valore nutriente di quello delle gimnosperme

21 Sviluppo dell embrione (dicotiledone)

22 Ovulo appena fecondato Seme maturo in sezione longitudinale Embrione Endosperma triploide Tegumento

23 Esempio di semi di angiosperme: grande variabilità

24 esempi di semi di dicotiledoni

25 Germinazione epigea: i cotiledoni emergono dal suolo grazie all allungamento dell ipocotile. :

26 Germinazione ipogea: i cotiledoni rimangono sotto terra; l emersione dal suolo avviene grazie all allungamento dell epicotile

27 Esempi di semi di mono-cotiledoni

28 Germinazione del seme nelle monocotiledoni: La radice primaria abortisce e si formano al suo posto numerose radici avventizie

29 Il frutto Deriva dalla trasformazione dell ovario durante la maturazione del seme Involucro di forma e spessore variabile che contiene e protegge i semi, favorendone la dispersione Si distinguono tre parti: esocarpo, mesocarpo, endocarpo. Assieme formano il pericarpo

30 Classificazione dei frutti Pericarpo disidratato e coriaceo: frutti secchi (es. noce). Il valore nutritivo è nell endosperma dei semi Pericarpo ricco d acqua: frutti carnosi (es. bacca). Il valore nutritivo è nel frutto stesso Derivati da un ovario con singolo carpello: monocarpellari (es.: legume). Derivati da un ovario con più carpelli (pluricarpellari), saldati (sincarpici) o liberi (apocarpici).

31 Frutti secchi indeiscenti Frutti secchi deiscenti Frutti carnosi Frutti composti Infruttescenz e tipi di frutti Falsi frutti

32 Frutti secchi Frutti carnosi

maturità si aprono di scatto, lanciando i semi a distanza Ecballium

33 Angiosperme: dispersione di frutti e semi piante autocore (provvedono da sole alla diffusione) Ecballium elaterium Lathyrus: le valve del legume a maturità si aprono di scatto, lanciando i semi a distanza Ecballium elaterium: a maturità il frutto si stacca improvvisamente dal peduncolo scagliando i semi

34 Angiosperme: dispersione di frutti e semi piante anemocore (sfruttano il vento) esempi di frutti adattati alla dispersione anemocora capsule di pioppo con semi muniti di peli

esempi di frutti e semi adattati alla dispersione

35 Angiosperme: dispersione di frutti e semi piante barocore (si diffondono grazie al loro peso) esempi di frutti e semi adattati alla dispersione barocora Aesculus hippocastanum ghiande di Quercus robur

36 Angiosperme: dispersione di frutti e semi piante zoocore: epizoocoria(trasporto su animali) frutto di Bidens involucri di infruttescenze di Arctium (lappola) frutti di Daucus(carota)

37 Angiosperme: dispersione di frutti e semi Prunus cerasus piante zoocore: endozoocoria(ingeriti e poi espulsi da animali) Prunus spinosa Vaccinium myrtillus

38 Frutto come fonte alimentare per la fauna Prunus cerasus I frutti di molte specie sono ricchi di acqua (frutti carnosi) Contengono: Zuccheri e carboidrati Acidi organici (malico tartarico, citrico, ascorbico) con funzioni antiossidanti e di regolazione Prunus della spinosa digestione Sostanze polifenoliche (tannini): regolatrici di ph e della flora batterica intestinale Sostanze proteiche (Graminacee) Ma alcune: sostanze tossiche (es. Hedera helix

39 Sistematica filogenetica delle Angiosperme

40 Le più antiche Angiosperme Magnolia (Magnoliidi) Amborella trichopoda Nuova Caledonia Nymphaea alba Alloro (Laurus nobilis L.) un esempio autoctono del gruppo delle Magnoliidi

Monocotiledoni: caratteri fondamentali 1. Un solo cotiledone 2. Apparato radicale fascicolato con radici avventizie 3. Fusto con fasci cribrovascolari sparsi (atactostele) 4.

41 Monocotiledoni: caratteri fondamentali 1. Un solo cotiledone 2. Apparato radicale fascicolato con radici avventizie 3. Fusto con fasci cribrovascolari sparsi (atactostele) 4. Assenza di accrescimento secondario (solo «erbe»!) 5. Foglie con nervature parallele 6. Fiori trimeri (3 o multipli di 3) 7. Polline con un solo solco per la germinazione Fiore di Lilium con perigonio a 6 tepali e androceo di 6 stami

Eu-dicotiledoni: caratteri fondamentali 1. Due cotiledoni 2. Apparato radicale a fittone 3. Fusto con fasci cribrovascolari in cerchia regolare(eustele) 4.

42 Eu-dicotiledoni: caratteri fondamentali 1. Due cotiledoni 2. Apparato radicale a fittone 3. Fusto con fasci cribrovascolari in cerchia regolare(eustele) 4. Spesso con accrescimento secondario (non solo erbe: arbusti, alberi!) 5. Foglie con nervatura pennata (penninervie) 6. Fiori tetrameri o pentameri (4-5 o multipli) 7. Polline con tre solchi per la germinazione Fiore di Caryophyllacea (gen. Cerastium) con calice a 5 sepali, corolla a 5 petali e androceo a 10 stami

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