Angiosperme: Caratteristiche, Evoluzione e Classificazione delle Piante da Fiore

Introduzione alle Angiosperme

Le Angiosperme sono il nome comune di una divisione o phylum che comprende le piante da fiore, le quali costituiscono la forma dominante di vita vegetale sul pianeta. I membri di questa divisione sono la fonte della maggior parte del cibo su cui gli esseri umani e altri mammiferi basano la propria sopravvivenza, così come di numerose materie prime e prodotti naturali. Questo gruppo include quasi tutte le piante legnose ed erbacee, la maggior parte degli alberi (ad eccezione di pini e conifere), e piante specializzate come succulente, epifite e acquatiche. Sebbene siano note circa 230.000 specie, molte sono ancora sconosciute. Le piante da fiore hanno occupato quasi ogni nicchia ecologica e dominano la maggior parte del paesaggio naturale. Circa due terzi di tutte le specie sono endemiche dei tropici, ma le attività umane le stanno distruggendo a un ritmo elevato. Solo un migliaio di specie hanno un'importanza economica degna di considerazione, e la maggior parte del cibo mondiale proviene da sole quindici specie. Se adeguatamente studiate, diverse centinaia di specie in più potrebbero essere utilizzate. Le angiosperme si suddividono in due grandi gruppi: monocotiledoni e dicotiledoni.

Descrizione delle Angiosperme

La caratteristica principale delle angiosperme è il fiore, la cui funzione è garantire la riproduzione della pianta tramite i semi. I fiori sono foglie altamente modificate, costituite da quattro parti principali disposte in serie separate o spirali che si sviluppano all'apice di steli specializzati.

Parti del Fiore

• La spirale più esterna è il calice, o una serie di sepali, che sono foglie o brattee modificate, solitamente verdi.
• Poi segue la corolla, formata da petali, anch'essi foglie modificate, ma solitamente di tessitura fine e colori più vivaci.
• La terza spirale corrisponde agli stami, che formano i granuli di polline e che insieme costituiscono l'androceo, ovvero la parte maschile del fiore.
• La spirale più interna è il gineceo, formato dai carpelli, le strutture femminili responsabili della formazione dei semi. I carpelli sono fusi in una struttura chiamata stile, che termina con un'estremità libera chiamata stigma.

Formazione del Seme e del Frutto

I semi delle angiosperme si sviluppano all'interno di un ovario, la parte del carpello che circonda e protegge gli ovuli. Il seme si forma dagli ovuli dopo l'impollinazione e la fecondazione (Fig. 3). Gli ovuli o i semi non sono elementi unici delle angiosperme; le piante a seme nudo, come le gimnosperme menzionate in precedenza, hanno ovuli che rimangono esposti sulla superficie di foglie specializzate (squamiformi) o coni. La peculiarità delle angiosperme è lo sviluppo del seme da un ovulo racchiuso in un ovario; man mano che il seme fecondato cresce, l'ovario si ingrandisce trasformandosi in frutto.

Evoluzione delle Angiosperme

Il fiore unico delle angiosperme si è probabilmente evoluto da una gimnosperma estinta, impollinata dagli insetti, che combinava parti riproduttive maschili e femminili. Quasi tutte le gimnosperme viventi sono impollinate anemofila (dal vento), ma alcuni gruppi fossili e sopravvissuti forniscono prove di impollinazione da insetti (entomofila). Sebbene l'impollinazione da parte degli insetti comportasse anche il consumo degli ovuli, si ritiene che lo sviluppo del carpello che racchiude l'ovulo sia un adattamento per la protezione dei semi dalla predazione da parte degli insetti. Il carpello protegge anche da altri influssi ambientali dannosi, come l'essiccazione, e ha permesso di ridurre le dimensioni dell'ovulo, perfezionando il processo di impollinazione e favorendo lo sviluppo di altre parti del fiore, aumentando così le probabilità di riproduzione di successo.

Caratteristiche del Regno Plantae

Il Regno Plantae comprende muschi, felci, conifere e piante da fiore, con una gamma che supera le 250.000 specie, rendendolo il secondo gruppo più numeroso dopo gli artropodi nel regno animale. Alcune specie derivate sono considerate infestanti.

Proprietà Fondamentali delle Piante

• La caratteristica principale del regno è la presenza di clorofilla, con la quale catturano la luce, producendo composti del carbonio; per questa funzione sono autotrofi.
• Sono tutti eucarioti multicellulari e possiedono una parete cellulare composta principalmente di cellulosa.
• La nutrizione avviene tramite fotosintesi, eseguita dalla clorofilla presente nei cloroplasti; tuttavia, esistono esempi di piante parzialmente o totalmente eterotrofe.
• La riproduzione sessuale avviene con alternanza di generazioni: sporofito diploide e gametofito aploide.

Nelle piante, le generazioni si alternano: gli individui diploidi (2n), chiamati sporofiti, si alternano con individui (o gruppi di cellule prodotte da mitosi successive) aploidi (n), chiamati gametofiti. In tutte le piante si osserva questa alternanza di generazioni, dove la fase diploide (sporofito) include l'embrione, e la fase aploide (gametofito) produce gameti per mitosi.

Organismi Fotosintetici

Gli organismi fotosintetici sono quelli, come le piante, le alghe e alcuni batteri, che catturano e utilizzano l'energia della luce per convertire la materia inorganica presente nel loro ambiente esterno in materia organica, utilizzata per la crescita e lo sviluppo.

Differenze tra Piante Vascolari e Non Vascolari

1. Le piante cellulari o Tallofite (alghe, licheni, muschi) hanno i loro organi sessuali nascosti o non visibili, da cui il nome di Crittogame (cripto = nascosto, gamos = sesso), mentre le piante vascolari (piante da fiore) hanno i loro organi riproduttivi visibili sotto forma di fiore per la riproduzione sessuale.
2. Le piante cellulari appartengono al livello di organizzazione cellulare, poiché le loro cellule non si differenziano in tessuti; al contrario, le piante vascolari appartengono al livello di organizzazione dei sistemi d'organo.
3. Le piante cellulari si riproducono attraverso un ciclo vitale con alternanza di generazioni, con una fase asessuata o sporofitica e una fase sessuale o gametofitica (felci) o sessuale o gametofitica e una asessuata o sporofitica (Briofite e Muschi); le piante vascolari, invece, si riproducono sessualmente tramite una doppia fecondazione nelle angiosperme e una fecondazione semplice nelle gimnosperme, con conseguente formazione di semi per la perpetuazione della specie nel tempo.
4. Le piante cellulari non possiedono radici, fusto o foglie, poiché le loro cellule non sono differenziate in tessuti; al contrario, le piante vascolari hanno il loro corpo vegetativo differenziato in radici, fusto e foglie.
5. Le piante cellulari non possiedono tessuti di sostegno o di conduzione, poiché le loro cellule non si differenziano in tessuti; al contrario, le piante vascolari presentano tessuti di sostegno (collenchima e sclerenchima) per il supporto meccanico delle parti aeree (fusto, foglie, fiori e frutti), e tessuti di conduzione per il trasporto della linfa grezza (xilema), formata da vasi legnosi ascendenti, e della linfa elaborata (floema), formata da vasi cribrosi discendenti.

Differenze tra Monocotiledoni e Dicotiledoni

Le differenze tra i fiori di monocotiledoni e dicotiledoni sono significative. Nelle monocotiledoni, i cicli dei verticilli fiorali protettivi completi non possono essere ben differenziati, poiché sono formati da elementi dello stesso colore. Quando il calice non è distinto dalla corolla, l'insieme si chiama perigonio, e ciascuno degli elementi che lo compongono è chiamato tepalo. Inoltre, i fiori presentano cicli di elementi fiorali in multipli di 3 (3 o 6).

Nei fiori delle dicotiledoni, i verticilli protettivi possono essere distinti, poiché sono formati da elementi di colori diversi: il calice, formato da sepali solitamente verdi, e la corolla, formata da petali di colori diversi (spesso non verdi). Quando il calice è distinto dalla corolla, l'insieme si chiama perianzio. I fiori presentano cicli di elementi fiorali in multipli di 4 o 5.