Che cosa è una Pianta?

Nell’ambito degli organismi viventi, si riconoscono tre domini:

  • Bacteria,
  • Archaea,
  • Eukarya.

Eukarya è suddiviso in sedici gruppi:

  1. Obazoa
  2. Amoebozoa
  3. CRuMs
  4. Malawimonadida
  5. Ancyromonadida
  6. Metamonada
  7. Discoba
  8. Stramenopila
  9. Alvealata
  10. Rhizaria
  11. Telonemia
  12.  Haptista
  13. Provora
  14. Hemimastigophora
  15. Cryptista
  16. Archaeplastida (Regno Plantae in senso largo) 

Burki F, Roger AJ, Brown MW, Simpson AG (2020). “The New Tree of Eukaryotes”Trends in Ecology & Evolution35

Archaeplastida è suddiviso in tre gruppi:

  1. Glaucophyta,
  2. Rhodophyta,
  3. Viridiplantae (Regno Plantae in senso steretto) 
  4. .

Viridiplantae è suddiviso in due gruppi:

  1. Chlorophyta e
  2. Streptophyta.

Streptophyta è suddiviso in più gruppi, ma per semplicità espositiva lo divido in soli due gruppi:

  • Streptophyta non terrestri (Mesostigmatophyceae, Chlorokybophyceae,  Klebsormidophyceae, Charophyceae, Coleochaetophyceae, Zygnematophyceae) e
  • Streptophyta terrestri, queste ultime chiamate Embryophyta (Piante Terrestri, Land Plants).

All’incirca 450 milioni di anni fa, le alghe cominciarono a colonizzare le terre emerse migrando dalle acque degli oceani.

Questo evento fu reso possibile alle alghe, che si evolverono nelle prime piante terrestri, perché esse furono capaci di adattarsi via via ai seguenti tre stress biotici:

  1. disseccamento,
  2. radiazione UV diretta,
  3. habitat povero di nutrienti.

In ciò, furono aiutate da particolari funghi con cui stabilirono simbiosi mutualistiche (micorrize arbuscolari, AM).

Embryophyta è suddiviso in quattro gruppi:

  1. Marchantiophyta (Epatiche, Liverworts),
  2. Bryophyta (Muschi, Mosses),
  3. Anthocerotophyta (Hornworts),
  4. Tracheophyta (Piante Vascolari, Vascular plants).

Tracheophyta è suddiviso in due gruppi:

  1. Lycopodiophyta che è ripartito in:
    1. Lycopodiaceae,
    2. Selaginellaceae e
    3. Isoetaceae
  2. ed Euphyllophyta.

Euphyllophyta è suddiviso in due gruppi:

  1. Monilophyta (Felci, Ferns) – che, a sua volta, è ripartito in:
    1. Equisetopsida,
    2. Psilotopsida,
    3. Marattiopsida e
    4. Polypodiopsida
  2. Lignophyta.

Lignophyta, escludendo i gruppi estinti di piante fossili, coincide con Spermatophyta.

Spermatophyta (Piante a seme, Seed Plants) è suddiviso in due gruppi:

  1. Gymnospermae e
  2. Angiospermae.

I numeri riportati tra parentesi tonde indicano rispettivamente il numero di generi e il numero di specie di Gymnospermae.

Gymnospermae (86/975-995), quindi circa 1.000 specie in totale, è suddiviso in tre ordini:

  • Cycadales (11/320-340),
  • Ginkgoales (1/1) e
  • Pinales (74/654).

Pinales è ripartito in due gruppi:

  • un gruppo contiene le famiglie: Ephedraceae (1/40), Welwitschiaceae (1/1), Gnetaceae (1/30) e Pinaceae (12/225);
  • l’altro gruppo contiene le famiglie: Araucariaceae (3/32), Podocarpaceae (17/167), Sciadopytiaceae (1/1), Taxaceae (6/28), Cupressaceae (32/130).

infine, secondo APG III (2009), Angiospermae  è suddiviso in 64 ordini e 428 famiglie, con circa 250.000 specie.

In APG IV (2016), Angiospermae è suddiviso in 64 ordini e 416 famiglie. con circa 300.000 specie.

Di queste 300.000 specie, quasi un terzo (98.100 spp) appartengono a sole 5 famiglie su 416:

  1. Orchidaceae 28.000 spp;
  2. Asteraceae 24.000 spp;
  3. Fabaceae 20.000 spp;
  4. Rubiaceae 14.100 spp;
  5. Poaceae 12.000 spp.

Ritorniamo alla domanda iniziale.

Cosa sono le piante?

Da quanto sopra riportato, le Viridiplantae sono le piante da un punto di vista scientifico. 

Questo taxon coincide con il regno Plantae di un tempo.

Ma, nel linguaggio comune, sottraendo al taxon Viridiplantae i due taxa Chlorophyta e Spreptophyta non terrestri (le alghe verdi), restano le Streptophyta terrestri ovvero le Embryophyta, le Piante Terrestri

Questo taxon comprende quegli organismi viventi che nel linguaggio comune chiamiamo piante!

Ciclo di Vita di una Pianta

Nelle Embryophyta, il ciclo di vita è aplodiplonte

Parola difficile che sta a significare che le piante sperimentano due generazioni (fasi) nel loro ciclo di vita: una aploide e una diploide (alternanza di generazioni).

Cominciamo con lo zigote (2n). 

Esso è una cellula diploide (2n), ovvero una cellula che presenta un genoma con due copie di ogni cromosoma.

Lo zigote dà origine, tramite divisioni successive per mitosicrescita e differenziazione, prima all’embrione (sporofito immaturo) e poi allo sporofito (2n) maturo.

Nelle Spermatofite, l’embrione, contenuto nel seme, rimane dormiente fintantoché le condizioni ambientali non sono favorevoli al suo sviluppo.

Quando lo sporofito giunge a maturazione, organi particolari, detti sporangi, producono per mitosi gli sporociti (le cellule madri delle spore) che per meiosi (meiosi sporica) generano ciascuno quattro spore (n).

Le spore sono cellule aploidi (n), ovvero cellule con una sola copia di ciascun cromosoma.

Una spora, dà origine, tramite divisioni successive per mitosi, crescita e differenziazione, al gametofito (n).

Quando il  gametofito giunge a maturazione, organi particolari, detti gametangi, producono per mitosi i gameti (n).

Nelle piante terrestri, i gametangi sono detti anteridi (che contengono le cellule che producono i gameti maschili, le cellule spermatiche) e archegoni (che contengono il gamete femminile, la cellula uovo).

Nelle Gnetales e nelle Spermatophyta, i gametofiti sono ridotti e modificati, fungono da gametangi, e si chiamano rispettivamente granulo pollinico (da cui i gameti maschili, gli spermi) e sacco embrionale (da cui il gamete femminile, la cellula uovo).

I gameti possono essere simili o diversi. Nel primo caso si parla di isogamia, nel secondo caso di eterogamia.

Due gameti, uno maschile e uno femminile, si fondono tra loro (singamia o anfimissi; un tempo semplicemente fecondazione) per generare un nuovo zigote (2n).

E il ciclo ricomincia.

Nota

Fra gli organismi viventi esistono altri tipi di cicli di vita.

Ciclo di vita aplonte

Si ha il ciclo vitale aplonte quando lo zigote (2n) si divide immediatamente per meiosi (meiosi zigotica), da esso si formano 4 spore (n) (meiospore) .

Esse, dividendosi per mitosi, formano il gametofito (n). 

il gametofito nei gametangi genera i gameti che si uniscono per fecondazione in un nuovo zigote e il ciclo aploide ricomincia.

Manca la divisione per mitosi dello zigote, quindi viene a mancare lo sporofito (2n).

Ciclo di vita diplonte

Si ha il ciclo vitale diplonte quando dallo zigote per mitosi si ottiene lo sporofito. 

Nello sporofito (2n), gli organi riproduttivi generano direttamente per meiosi (meiosi gametica) i gameti (n). 

Dall’unione di essi, per fecondazione (singamia o anfimissi), si genera il nuovo zigote (2n) e il ciclo diploide ricomincia. 

Manca la produzione delle spore (n) e la loro successiva divisione per mitosi e quindi viene a mancare il gametofito (n).

Generazioni Dominanti

Nelle Marchantiophyta (Epatiche), Bryophyta (Muschi), e Anthocerotophyta (antocerote), il ciclo di vita aplodiplonte presenta il gametofito come generazione dominante.

Nelle Tracheophyta (Lycopodiophyta, Monilophyta, Spermatophyta), invece, il ciclo di vita aplodiplonte presenta lo sporofito come generazione dominante

Le piante sono Olobionti!

Che cosa è un olobionte?

In questo caso, la pianta in sé più tutti i microrganismi che formano il suo microbioma, simbionti, endobionti ed ectobionti.

Le piante non possono più essere considerate come entità a sé stanti ed è necessaria una percezione più olistica.
Infatti, le piante ospitano un’ampia diversità di microrganismi sia all’interno che all’esterno dei loro tessuti, rispettivamente nell’endosfera e nell’ectosfera.
Questi microrganismi, che appartengono per lo più a batteri e funghi, sono coinvolti in funzioni importanti come la nutrizione delle piante e la loro resistenza agli stress biotici e abiotici.
Pertanto, il microbioma influisce sulla crescita e sulla sopravvivenza delle piante.
L’adattamento delle piante è quindi una conseguenza della pianta in sé e del suo microbioma, che insieme formano un olobionte.
La complessità del microbioma e le regole di assemblaggio delle comunità microbiche non sono ancora del tutto comprese.

P. Vandenkoornhuyse, A. Quaiser, M. Quaiser, A Le Van1 and A. Dufresne1 “The importance of the microbiome of the plant holobiont” NewPhytologist (2015) 206: 1196–1206 doi: 10.1111/nph.13312

Archaeplastida e Biomassa Planetaria

Embryophyta

Che cosa è 

Marchantiophyta

Che cosa è 

Bryophyta

Che cosa è 

Anthocerotophyta

Gametofito: la pianta che produce i gameti. La forma del gametofito è un tallo verde. 

Il tallo è la struttura del corpo vegetale che non presenta gli organi differenziati in radice, fusto e foglie. 

Il cormo, al contrario, è la struttura del corpo vegetale che presenta gli organi differenziati in radice, fusto e foglie. 

Nelle antocerotofite, il gametofito è lo stadio dominante nell’alternanza di generazioni del ciclo di vita.

Nella parte inferiore del tallo sono presenti stomi con due cellule di guardia reniformi.

Anteridi archegoni (gametangi) sono infossati nella parte superiore del tallo.

Nella maggior parte delle specie il gametofito è omotallico, cioè presenta sia anteridi che archegoni.

La fecondazione avviene con spermi biflagellati natanti in un velo d’acqua attratti chemiotatticamente dall’oosfera immobile (oogamia).

Sporofito: la pianta che produce le spore. La forma dello sporofito è simile a un corno o un ago verticale verde.

Tracheophyta

Che cosa è 

Lycopodiophyta

  1. Lycopodiaceae, 
  2. Selaginellaceae e 
  3. Isoetaceae

Che cosa è 

Euphyllophyta

Che cosa è 

Monilophyta

  1. Equisetopsidfa
  2. Psilotopsida
  3. Marattiopsida
  4. Polypodiopsida

Che cosa è 

Lignophyta - Spermatophyta

Che cosa è 

Gymnospermae

Che cosa è 

Angiospermae

Che cosa è 

Le interazioni tra le piante e l'ambiente naturale

Interazioni con la biomassa (gli altri organismi viventi)

Interazioni tra organismi simbionti

  1. Mutualismi
  2. Commensalismi
  3. Parassitismi / Predazione

Interazioni tra organismi indipendenti

Competizione tra piante e organismi appartenenti ad altri regni (inter regno) (-  -) – 

Competizione tra piante e piante (intra regno) (-  -) – 

Predazione inter regno (+  -) – 

Cooperazione (+ +) –