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Piante. Organismi pluricellulari fotosintetici autotrofi. Quando si parla di Bulbi, si fa riferimento a numerose forme vegetali che, pur avendo un aspetto assai simile a quello dei cipollotti, sono in realtà vere e proprie piante in miniatura.
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Piante Organismi pluricellulari fotosintetici autotrofi
Quando si parla di Bulbi, si fa riferimento a numerose forme vegetali che, pur avendo un aspetto assai simile a quello dei cipollotti, sono in realtà vere e proprie piante in miniatura. I bulbi si presentano contraddistinti da un fusto, foglie e radici, il primo appare piuttosto corto, e prende il nome di girello o disco, le foglie invece, dette catafilli, hanno il compito di avvolgere la parte centrale, ossia la gemma. Nei bulbi tunicati la consistenza dei catafilli varia a seconda della loro posizione, quando infatti si trovano all'esterno sono per lo più cartacei, mentre addentrandosi la loro consistenza diventa sempre più carnosa. Nei bulbi squamosi invece le foglie sono formate da squame ispessite, dalla forma triangolare.
La cellula vegetale • La cellula vegetale è un tipo di cellula eucariota con diverse peculiarità che la differenziano dalla cellula animale: • La presenza di una parete cellulare, costituita da cellulosa che ha il compito di porteggere la cellula, mantenerne la forma e impedire l’eccessivo assorbimento d’acqua. • I plastidi (cloroplasti), gruppo di organuli cellulari, ovvero specifici della cellula vegetale, sededinumerossisime attività connesse al metabolismo cellulare. Possono anche essere definiti ,nel loro insieme, con la locuzione sistema plastidiale.
I vacuoli: organuli cellulari cavità tipiche delle cellule vegeta li delimitati da una membrana propria,derivata dall’apparatodel Golgi, che è detta tonoplasto e racchiude il succo vacuolare. • La mancanza di centrioli, parti delle cellule animali, • presenti anche in alcune piante inferiori.
Sistema vascolare Le piante non vascolari sono prive di vere foglie, fusti e radici; le loro modalità di crescita permettono all’acqua di spostarsi per capillarità, mentre fronde simili a foglioline assorbono e trattengono l’acqua.
Le piante vascolari sono caratterizzate da un innovativo tipo di cellula: la tracheide. Questo elemento portò all'evoluzione di un sistema vascolare che fornisce sostegno alla pianta e permette di trasportare acqua e nutrienti in tutti in tutto l'organismo. In seguito comparvero vere foglie e radici. Il sistema vascolare delle piante è costituito da due tipi di tessuti conduttori: lo xilema e il floema. Lo Xilema ,costituito da una catena di tracheidi disposte in colonne verticali, conduce acqua e minerali dalle radici verso le parti aeree della pianta; inoltre, grazie alla rigidità delle pareti delle sue cellule impregnate di lignina, fornisce anche sostegno meccanico. Il Floema trasporta invece gli zuccheri prodotti dalla fotosintesi dalle foglie a tutti gli altri distretti della pianta, in cui essi sono consumati e immagazzinati.
Oltre alle tracheidi altre due importanti novità caratterizzano le piante vascolari sono l'indipendenza dello sporofito dal gametofito e la presenza delle radici delle foglie: • Lo sporofito diventa più longevo, si accresce in dimensioni e assume un aspetto ramificato. • Le radici si sono originate dalla ramificazione di un fusto; questa parte, sotterranea e ramificata, aiuta a mantenere in posizione la pianta e contribuisce all'assorbimento di acqua e sali minerali. • Le foglie, infine, sono strutture appiattite specializzate nello svolgimento della fotosintesi emergono lateralmente da un fusto o da un ramo e possiedono tessuti vascolari.
Tallofite e Cormofite. • Tallofite piante primitive, costituite da un tallo (corpo costituito da tessuti indifferenziati). Comprendono alghe e briofite. Cormofite Piante evolute, dotate di un corpo formato da radici, fusto e foglie; vengono anche chiamate piante vascolari o tracheofite perché dotati di vasi conduttori. Comprendono pteridofite e spermatofite.
Spermatofite e Pteridofite Spermatofite Piante vascolari dotate di Ovulo. Comprendono angiosperme e gimnosperme. Pteridofite Cormofite caratterizzate dalla presenza di oogoni, fasci vascolari e dalla predominanza dello sporofito sul gametofito.
Angiosperme e Gimnosperme Gimnosperme Piante in cui il seme non è racchiuso in un frutto, ma in un involucro legnoso. Il gruppo più vasto di gimnosperme comprende sono le conifere. Angiosperme Piante che presentano semi contenuti all’interno di frutti. La loro principale caratteristica è la presenza di fiori come organi sessuali, da questi organi si originano i frutti che contengono i semi. Si dividono in monocotiledoni e dicotiledoni.
Monocotiledoni e Dicotiledoni Dicotiledoni Angiosperme in cui l’embrione possiede due foglioline embrionali, radici a fittone, vasi conduttori a strati concentrici, nervature delle foglie ramificate e 4-5 ( o multipli) petali per fiore. Monocotiledoni Angiosperme in cui l’embrione possiede una sola fogliolina embrionale, le radici fascicolate, vasi conduttori sparsi, nervature sulle foglie parallele e 3 (o multipli di 3) petali per fiore.
Riproduzione agamica Riproduzione per via agamica che può essere effettuata con quattro sistemi diversi: la talea: consiste nell’asportare una parte di pianta (ramo, foglia, fusto, radice), piantarla nel terreno e curarla in maniera tale che attecchisca e dia origine ad una nuova pianta; il pollone radicale: si applica su piante che emettono i polloni come i carciofi e il rabarbaro. La radice della pianta madre sviluppa delle gemme sotterranee che daranno vita nuovi individui. Per ottenere nuove piante dovremmo poi reciderli per separarli. la propaggine: consiste nel ripiegare un ramo e ricoprirlo di terra. Al contatto del suolo emetterà delle radici e sarà sufficiente separarlo dalla pianta madre per ottenere un nuovo individuo. gli stoloni: sono fusti striscianti che a contatto del terreno emettono radici, dando origine a nuove pianticelle. Sarà sufficiente separarle per avere nuovi individui. Con questo metodo si riproducono le fragole e i lamponi
La riproduzione agamica, o riproduzione asessuata è il processo che consente la formazione di nuovi individui che avviene a partire da un singolo organismo, che può essere sia pluricellulare sia un organismo unicellulare, come avviene nel caso dei protozoi. Questo tipo di riproduzione, negli organismi unicellulari, può sostanzialmente essere di tre tipi: • Scissione: comporta la divisione dell'individuo in due parti, in seguito ad un allungamento del nucleo ed allo spostamento di quest'ultimo verso una regione più esterna, per poi terminare con la divisione. • Gemmazione: consiste nella formazione di una protuberanza su un'estremità della cellula, dove si insinua il nucleo per poi distaccarsi completamente dalla cellula madre, sempre nel momento della citodieresi. • Sporulazione: consiste in una divisione multipla del nucleo della cellula, che originerà altre piccole cellule all'interno della cellula madre. Per poi terminare la riproduzione la cellula madre si rompe e lascia fuoriuscire le cellule figlie.
Riproduzione gamica Riproduzione gamica: è il procedimento naturale, cioè la moltiplicazione tramite la fecondazione della parte femminile del fiore (pistillo) da parte del polline emesso dagli stami che possono far parte dello stesso fiore. Si tratta quindi di riproduzione sessuale, il materiale che viene utilizzato per ottenere nuove piante è il seme. La riproduzione gamica di un organismo, è quella riproduzione secondo cui i caratteri ereditari dei genitori, si rimescolano in modo da portare una sopportazione migliore delle condizioni ambientali in cui vive l'organismo che le possiede.
Impollinazione L'impollinazione è il trasporto di polline dalla parte maschile a quella femminile dell'apparato riproduttivo (contenuto nei coni o nei fiori) della stessa pianta o di piante diverse. L'impollinazione rappresenta il principale meccanismo di riproduzione delle gimnosperme e delle angiosperme Esistono due tipi principali di impollinazione: • l'autoimpollinazione o impollinazione autogama, si verifica quando il polline passa direttamente dall'antera di un fiore allo stigma dello stesso fiore. Le piante che praticano questo tipo di impollinazione sono dette autogame.L'autoimpollinazione è il processo nel quale il polline cade dalle antere sugli stammi dello stesso fiore. • la impollinazione incrociata o impollinazione eterogama, si verifica allorquando il polline viene trasportato dall'antera di un fiore allo stigma del fiore di un individuo differente della stessa specie. Le piante che praticano questo tipo di impollinazione sono dette allogame.La geitonogamia si riscontra quando il polline dell'antera di un fiore è trasportato sullo stimma di un altro fiore della stessa pianta, che viene perciò definita autofertile.
Il trasporto può essere mediato da diversi vettori: • insetti (impollinazione entomogama o entomofila) • uccelli (impollinazione ornitogama o ornitofila) • pipistrelli (impollinazione chirotterogama) • piccoli marsuidrogamapiali e mammiferi (impollinazione zoogama) • molluschi • vento (impollinazione anemogama) • acqua (impollinazione) • uomo (impollinazione artificiale)
Fotosintesi clorofilliana La fotosintesi clorofilliana, è un processo chimico grazie al quale le piante verdi e altri organismi producono sostanze organiche – principalmente carboidrati – a partire dall'anidride carbonica atmosferica e dall’acqua metabolica, in presenza di luce solare. La serie di reazioni chimiche che costituiscono la fotosintesi rientra tra i processi anabolici (di sintesi) dei carboidrati ed è del tutto opposta ai processi inversi di catabolismo (ossidazione). Durante la fotosintesi, con la mediazione della clorofilla, la luce solare permette di convertire sei molecole di CO2 e sei molecole d'H2O in una molecola di glucosio (C6H12O6), zucchero fondamentale per la vita della pianta. Come sottoprodotto della reazione si producono sei molecole di ossigeno, che la pianta libera nell'atmosfera attraverso gli stomi.
Fasi della fotosintesi: 1, la fase luminosa Il processo fotosintetico si svolge all'interno dei cloroplasti. All'interno di questi si trova un sistema di membrane che formano pile di sacchetti appiattiti (tilacoidi), dette grana, e delle lamelle di collegamento dei grana (lamelle intergrana). All'interno di queste membrane troviamo delle molecole di clorofilla, aggregate a formare i cosiddetti fotosistemi (insieme di molecole di pigmenti disposti in modo da circondare una molecola di clorofilla speciale detta "a trappola”). L'energia del fotone viene quindi passata di molecola in molecola fino al raggiungimento della clorofilla speciale.
2, fase di fissazione del carbonio comporta l'organicazione della CO2, ossia la sua incorporazione in composti organici . In questo ciclo è presente un composto organico fisso, il ribulosio-bifosfato che viene trasformato durante la reazione fino a tornare al suo stato iniziale. Le 12 molecole di ribulosiobifosfato presenti nel ciclo di Calvin reagiscono con l'acqua e l'anidride carbonica subendo una serie di trasformazioni ad opera dell'enzima ribulosio-bifosfato carbossilasi o rubisco. Alla fine del processo, oltre alle 12 RuBP nuovamente sintetizzate, si originano 2 molecole di gliceraldeide 3-fosfato, che vengono espulse dal ciclo come prodotto netto della fissazione. Le due molecole di gliceraldeide 3-fosfato formatesi durante il ciclo vengono utilizzate per sintetizzare glucosio, in un processo inverso alla glicolisi, o per formare lipidi quali acidi, grassi, oppure amminoacidi. I prodotti finali della fotosintesi, quindi, svolgono un ruolo di fondamentale importanza nei processi dell'anabolismo degli organismi autotrofi.
Respirazione cellulare le piante hanno anche un ciclo ossidativo (di giorno e di notte tutto l'anno) dei prodotti fotosintetici utilizzati appunto come nutrimento dalle piante stesse. Il bilancio complessivo dei flussi di ossigeno e CO2 da e verso l'ambiente esterno è comunque a favore della fotosintesi ovvero la pianta si comporta come un 'pozzo' (assorbitore) di accumulazione di carbonio piuttosto che come una 'sorgente' (emettitore) verso l'ambiente esterno di carbonio e viceversa una 'sorgente' di ossigeno piuttosto che un 'pozzo' di ossigeno. Questo perché parte del carbonio assorbito e non utilizzato dal ciclo ossidativo della pianta rimane fissato sotto forma di cellulosa e lignina nelle pareti cellulari delle cellule 'morte' che costituiscono il legno interno della pianta. La fase di ossidazione delle piante è ciò che rende la pianta un essere vivente al pari degli altri. Lo stesso ciclo ossidativo fa sì che la temperatura interna della pianta, a sua volta termoregolata da processi fisiologici, sia in generale diversa da quella dell'ambiente esterno.
Formula generale • 6 CO2 + 6 H2O + Luce C6H12O6 + 6 O2
Disboscamento • Disboscamento eliminazione di vegetazione arborea in un’area boschiva. • Fin dall'antichità si dibosca per ottenere la legna da ardere per il riscaldamento domestico o da usare come materiale da costruzione (legname), per ottenere nuovi terreni da destinare all’ agricoltura, al pascolo o all’espansione urbana. Questo fenomeno interessa soprattutto le aree tropicali dove vengono eseguite con il metodo del “taglia e brucia”: dapprima si abbattono gli alberi e poi si incendia il sottobosco rimanente. Una volta terminato l’incendio si sarà depositata sul terreno della cenere che lo fertilizzerà. Questo sistema arreca gravi danni all'equilibrio dell'ambiente naturale, infatti la cenere fertilizza per poco tempo il terreno, mentre la distruzione del sottobosco distrugge in tutto e per tutto l'habitat della foresta pluviale accelerando fenomeni erosivi del terreno.
Questo sistema arreca gravi danni all'equilibrio dell'ambiente naturale, infatti la cenere fertilizza per poco tempo il terreno, mentre la distruzione del sottobosco distrugge in tutto e per tutto l'habitat della foresta pluviale accelerando fenomeni erosivi del terreno. Dopo pochi anni si deve abbandonare il terreno e diboscare un'altra area. Inoltre l'utilizzo del fuoco è molto pericoloso perché danneggia la fauna e spesso sfugge al controllo causando danni ancora più gravi. Questo fenomeno, ancora molto frequente nella foresta amazzonica e in crescita in molte altre aree del pianeta, porta via molti alberi al polmone verde della Terra. I paesi maggiormente interessati da questo fenomeno (spesso anche connesso con attività illegali) sono Cina, Colombia, Congo, Brasile, India, Indonesia, Mynamar, Malesia, Messico, Nigeria e Thailandia, che insieme compiono più del 70% di diboscamento mondiale.
Danni del disboscamento Le piante verdi aiutano a mantenere stabile la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera (attraverso la fotosintesi clorofilliana). L'utilizzo di combustibili fossili ed il diboscamento stanno causando un aumento di CO2 nell'atmosfera, che ha diretta influenza in fenomeni come l'effetto serra ed il riscaldamento globale. Gli effetti negativi del diboscamento sono numerosi e comprendono: • l'effetto serra; • desertificazione nei territori secchi; • erosione, frane e smottamenti nei territori piovosi e collinari; • inquinamento degli ecosistemi acquatici (a causa del dilavamento delle acque); • sottrazione di risorse per le popolazioni indigene.
Controllare il disboscamento I metodi per controllare e ridurre il diboscamento sono numerosi, ma tutti dipendono dalla volontà politica di attuarli, anche in contrasto con forti interessi economici, spesso legati all'economia del disboscamento illegale, un affare che si aggira intorno ai 150 miliardi di dollari annui Fra questi vi è prima di tutto una agricoltura sostenibile, che attui sistemi di rotazione delle colture e che utilizzi meno territorio. Questo non è affatto scontato nei paesi in via di sviluppo dove la popolazione è in rapida crescita. Alla Conferenza di Rio del 1992 si è proposto un sistema gestione forestale sostenibile (GFS), con lo scopo di controllare il patrimonio e gli ecosistemi forestali a livello mondiale. A questo è seguita la formazione di alcune organizzazioni come il ForestStewardshipCouncil, attivo per la salvaguardia delle foreste tropicali, del Nord America e dell'Europa: FSC certifica i prodotti costituiti da materie prime che non consumano il patrimonio forestale.
Il diboscamento continua ad avanzare, e si sta rendendo necessario attuare politiche di riforestazione. Ad esempio in Cina il governo ha chiesto ai cittadini di contribuire piantando alberi. Anche numerose associazioni si occupano della riforestazione, ma sembra che gli sforzi non siano completamente condivisi a livello mondiale. L'unico paese che ha aumentato il proprio patrimonio boschivo nel corso del XX secolo mediante politiche governative è Israele. In Europa il diboscamento sembra aver rallentato la sua corsa e, secondo i dati FAO, le foreste sono in crescita. Ciò è dovuto sia all'abbandono di terreni agricoli e alla colonizzazione spontanea del bosco, sia ad attività di rimboschimento.
Lavoro (video compreso) svolto da… Forgiarini Federica Galli Lara Gazzardi Francesca Giacomelli Giulia Granfo Alice Montani Francesca
Fonti • www.wikipedia.it • www.weheartit.com • www.sapere.it • www.progettogea.com • www.treccani.it • “Biologia.blu” (David Sadava, Craig H. Heller, Gordon H. Orians, William K. Purves, David M. Hillis, Maria Cristina Pignocchino) Zanichelli
