Regno Monera, Protoctista, Funghi e Piante: Guida Biologia

Tema 10: Regno Monera

I batteri sono organismi unicellulari procarioti, presenti su tutta la Terra, e si dividono in diversi gruppi:

• Eubatteri verdi: sono fotoautotrofi, non possiedono clorofilla propria, ma fabbricano O₂ grazie alla batterioclorofilla.
• Proteobatteri: gruppo molto grande di batteri Gram-negativi, che include batteri fotosintetici come Legionella, eterotrofi.
• Spirochete: batteri Gram-negativi, eterotrofi.
• Cianobatteri (alghe azzurre): sono fotosintetici e contengono clorofilla; si ritiene siano antenati dei cloroplasti.
• Chlamydia: parassiti intracellulari obbligati, non vivono senza la cellula ospite.
• Batteri Gram-positivi: eterotrofi, comuni e molto importanti per l'industria alimentare; alcuni sono agenti patogeni, come il Bacillus e il batterio della tubercolosi.
• Archeobatteri: vivono in condizioni estreme, dove altri organismi non sopravvivono.
  • Alofili: vivono in ambienti estremamente salini (Mar Morto).
  • Metanogeni: producono metano da CO₂ e H₂; si trovano nel tratto digestivo e nelle zone umide.
  • Termoacidofili: vivono in ambienti acidi e caldi (oltre 60 °C).

Regno Protoctista

Il regno dei protoctisti raccoglie circa tre grandi gruppi senza una categoria tassonomica comune. Vivono in luoghi umidi e ambienti acquatici. Il loro grado di evoluzione è molto alto e presentano una grande varietà.

Alghe

• Alghe brune: multicellulari, vivono sulle rocce del litorale; alcune raggiungono i 100 metri, formando foreste sottomarine.
• Alghe verdi: possiedono clorofilla, sono sia unicellulari sia multicellulari e hanno somiglianze con le piante terrestri.
• Diatomee: unicellulari, vivono in acque dolci e salate; sono circondate da una protezione silicea.
• Dinoflagellati: unicellulari, si muovono con due flagelli e abbondano negli oceani; producono tossine potenti e, con l'aumento di temperatura e nutrienti, si moltiplicano in modo esplosivo (fioriture algali che colorano l'acqua di rosso).
• Euglenoidi: unicellulari, dotati di un flagello, vivono in acque dolci; possono fotosintetizzare e anche vivere senza luce, assorbendo composti organici.
• Alghe rosse: multicellulari, il loro colore dipende dalla clorofilla e da altri pigmenti; alcune secernono carbonato di calcio contribuendo alla formazione delle barriere coralline.

Protozoi

I protozoi sono eterotrofi e unicellulari:

• Zooflagellati: si muovono con flagelli, vivono nelle falde acquifere o all'interno di altri organismi; alcuni causano malattie, come la malattia del sonno.
• Sarcodini: si muovono con pseudopodi, la maggior parte vive libera e non è parassita.
• Sporozoi: parassiti che nella forma adulta non possiedono mezzi di locomozione.
• Ciliati: vivono in acqua dolce e salata, circondati da ciglia.

Muffe acquatiche e muffe melmose

• Oomiceti (muffe acquatiche): non sono veri funghi; alcuni hanno causato catastrofi, come la carestia delle patate.
• Mixomiceti (muffe melmose plasmodiali): formano plasmodi con molti nuclei, sono organismi molto suggestivi.
• Acrasiomiceti (muffe melmose cellulari): cellule indipendenti che inglobano batteri; in condizioni avverse si aggregano attraverso segnali chimici, formando un corpo pluricellulare per trovare un luogo adatto.

Regno dei Funghi

I funghi sono eucarioti immobili ed eterotrofi. Alcuni sono unicellulari (lieviti), mentre la maggior parte è formata da ife che costituiscono il micelio. Le pareti cellulari sono costituite da chitina.

• Zigomiceti: decompongono sostanze vegetali o animali.
• Ascomiceti: producono spore all'interno degli aschi (sacche); molti causano la frutta marcia e alcuni sono coloranti.
• Basidiomiceti: producono spore sui basidi; a questo gruppo appartengono i funghi con cappello e gambo.

Regno delle Piante

Le piante sono organismi pluricellulari autotrofi, dotati di cuticola, stomi e, nella maggior parte dei casi, radici. Sono organismi fotosintetici, cioè produttori.

Briofite

• Epatiche: piante primitive senza stomi, prive di lignina e di vasi conduttori.
• Muschi: sono dotati di rizoidi (non hanno vere radici) e di foglioline chiamate fillidi.

Pteridofite

Hanno tessuti conduttori (xilema e floema) e lignina.

• Equiseti: piante che contengono silice (sabbia) e ricordano il bambù.
• Felci: gruppo molto diversificato di piante senza semi, con sporangi raggruppati in sori.

Gimnosperme e Spermatofite

Le gimnosperme hanno semi nudi, cioè non racchiusi in un frutto:

• Cycas: simili alle palme, sono piante antiche.
• Ginkgo: risalgono al Giurassico, oggi coltivate come piante ornamentali.
• Conifere: il gruppo più grande di gimnosperme, con molte specie (pini, abeti, cipressi).

Le angiosperme sono piante da fiore, apparse per ultime, e oggi dominano il regno vegetale. Il loro successo è dovuto allo sviluppo dei fiori, che attirano gli insetti favorendo l'impollinazione, e dei frutti che proteggono i semi.

Classificazione delle angiosperme

• Monocotiledoni (es. iris, tulipani, grano, palme): seme con un cotiledone; foglie a venatura parallela; radici fascicolate; fiori generalmente trimeri (multipli di 3).
• Dicotiledoni (es. rosa, quercia, mandorlo): seme con due cotiledoni; foglie a venatura reticolata; radice a fittone; fiori generalmente tetrameri o pentameri.

La Tassonomia

La tassonomia è la scienza che si occupa della classificazione degli esseri viventi in base alle somiglianze. Esistono otto categorie principali: Dominio, Regno, Phylum (Divisione), Classe, Ordine, Famiglia, Genere, Specie.

Una specie è un insieme di organismi in grado di produrre discendenza fertile.

La nomenclatura binomia, introdotta da Linneo, assegna a ogni specie un nome composto da due parole latine: genere e specie.

Storia della classificazione

• XVIII secolo - Carl Linneo: sistema della nomenclatura binomia, due regni (animali e vegetali).
• XIX secolo - Charles Darwin: teoria dell'evoluzione; alberi filogenetici che mostrano i legami di parentela tra le specie.
• XIX secolo - Haeckel: tre regni (animali, vegetali, protisti).
• 1969 - R.H. Whittaker: cinque regni (animali, vegetali, protisti, funghi, monere).
• Lynn Margulis e K. Schwartz: revisione dei protisti e dei cinque regni.
• Attuale: tre domini: Batteri, Archeobatteri ed Eucarioti.

Oggetto 11: La funzione della nutrizione

La nutrizione è il processo attraverso il quale gli organismi ottengono materia ed energia necessarie per costruire le proprie strutture ed eseguire le funzioni vitali.

Nutrienti essenziali

• Carbonio (CO₂): parte di tutte le molecole organiche.
• Ossigeno (O₂ e H₂O): componente di molte molecole.
• Idrogeno (H₂O): componente dell'acqua e delle molecole organiche.
• Azoto (NO₃^-): componente di tutti gli amminoacidi e dei nucleotidi.
• Potassio (K⁺): coinvolto nell'apertura e chiusura degli stomi.
• Calcio (Ca²⁺): parte della parete cellulare, regola la permeabilità della membrana.
• Fosforo (PO₄^3-): componente di nucleotidi e fosfolipidi delle membrane.
• Magnesio (Mg²⁺): parte della clorofilla.
• Zolfo (SO₄^2-): componente di alcuni amminoacidi.

Fasi della nutrizione delle piante

1. Assorbimento di acqua e sali minerali

Le piante assorbono le sostanze nutritive disciolte nell'acqua attraverso i peli radicali, cellule epidermiche specializzate. Dalla radice, acqua e sali raggiungono lo xilema attraverso due vie:

• Via transcellulare simplastica: passa da cellula a cellula attraverso i plasmodesmi.
• Via extracellulare apoplastica: passa negli spazi intercellulari; a livello dell'endoderma è bloccata dalla striscia di Caspary, che la costringe a passare nel citoplasma.

2. Trasporto di acqua e sali nello xilema

L'acqua e i sali minerali risalgono lo xilema fino alle foglie. Sono due le teorie principali:

• Teoria della coesione-tensione: la traspirazione dalle foglie provoca una forza di aspirazione; grazie alla coesione delle molecole d'acqua (legami a idrogeno) e all'adesione alle pareti dello xilema, la colonna d'acqua non si spezza e risale.
• Teoria della pressione radicale: l'accumulo di acqua nei tessuti radicali genera una pressione che spinge la linfa verso l'alto; ne è prova la gutazione, cioè la fuoriuscita di gocce d'acqua dai margini delle foglie.

3. Scambio di gas: gli stomi

Gli stomi sono strutture specializzate dell'epidermide formate da due cellule di guardia che delimitano un'apertura chiamata ostiolo. Quando la pianta necessita di CO₂ per la fotosintesi, le cellule di guardia si gonfiano, aprendo lo stoma; la pompa protonica (H⁺) espelle ioni, e l'ingresso di acqua per osmosi determina l'apertura dello stoma.