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LA BIODIVERSITA’

(SECONDA PARTE)

Il regno delle PianteIl regno delle piante comprende gli organismi fotosintetici che hanno conquistato la terraferma.Tutti gli organismi pluricellulari terrestri capaci di effettuare la fotosintesi appartengono al regno dellepiante; le erbe dei prati, gli arbusti, i grandi alberi delle foreste o dei giardini, le ninfee e le tife che vivono astretto contatto con l'acqua, le felci e i muschi ne sono un esempio. Tali organismi possiedono cellule euca-riotiche (ossia dotate di nucleo), pareti cellulari costituite da cellulosa e speciali organuli, chiamaticloroplasti, che contengono la clorofilla.L'evoluzione delle piante è iniziata oltre 400 milioni di anni fa, quando semplici organismi discendenti dallealghe verdi si avventurarono sulla terraferma; come ci testimoniano i ritrovamenti fossili, dopo circa 50milioni di anni vasti territori erano già ricoperti da foreste di alberi ad alto fusto con fronde simili a quelledelle attuali felci.Per riuscire ad abbandonare l'acqua e a vivere sulla terraferma, le piante hanno dovuto risolvere alcuniproblemi fondamentali legati alla fecondazione, all'ancoraggio al suolo, e all'assorbimento e al trasportointerno sia dell'acqua sia delle sostanze nutritive. Mentre nelle alghe la fecondazione avviene in quanto ilgamete maschile può raggiungere quello femminile muovendosi nell'acqua, per vivere sulla terraferma lepiante hanno bisogno di strutture specializzate per la riproduzione, oltre che per il sostegno e il trasporto.Inoltre, la pianta terrestre deve resistere al disseccamento e deve proteggere i propri embrioni dal freddo,dal gelo e dalla siccità.Nel corso della loro evoluzione le piante hanno via via risolto tutti questi problemi come testimoniano iseguenti quattro diversi tipi di forme vegetali, attualmente presenti sul nostro pianeta, che possonorappresentare tappe successive di questo percorso (figura 10):

— le briofite, come i muschi, sono i vegetali terrestri più primitivi e maggiormente dipendenti dall'acqua;

— le pteridofite, cioè le felci, hanno risolto il problema del trasporto dell'acqua e delle sostanze nutritive,ma non quello della fecondazione;

— le gimnosperme, come le conifere, possiedono strutture per il trasporto, ma non per la dispersione e laprotezione degli embrioni;

— le angiosperme, ovvero le piante con fiori e frutti, sono gli organismi meglio adattati all'ambienteterrestre e comprendono attualmente più di duecentomila specie.

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Le piante più primitive sono i muschi e le epatiche.Le briofite, che oltre ai muschicomprendono le epatiche, sono piante dipiccole dimensioni (pochi centimetri) chevivono in ambienti molto umidi e riparati dalsole, dove formano spessi e morbidi tappeti(figura 11). Le briofite derivanoprobabilmente da un'alga verde che hacolonizzato la terraferma in tempi remoti esono ancora oggi le piante che possiedono

meno adattamentialla vita terrestre.Essendo prive distrutture di condu-zione, l'acqua non scorre in tessuti specializzati, ma vsuolo e si distribuisce a tutte le parti della pianta per iuna spugna parzialmente immersa nell'acqua.Le briofite dipendono strettamente dall'acqua permaschile, infatti, è dotato di un flagello e raggiunge ilnella pellicola d'acqua che circonda la piantina. In segcellula uovo fecondata si sviluppa un'esile filamento, auna capsula con le spore (figura 12); le spore, cadendoa una nuova piantina.

Fig.11 - Briofite

contenute le spore

Fig.10 - Rapporti evolutivi tra i

iene assorbita dall'aria o dalmbibizione, come avviene in

la riproduzione; il gametegamete femminile nuotandouito alla fecondazione, dallall'estremità del quale si trovanel terreno, daranno origine

principali tipi di piante.

Fig.12 - Nelle capsule

della briofite sono

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La maggior parte delle piante ha sviluppato sistemi di trasporto per l'acqua e le sostanze nutritiveLe piante che hanno sviluppato sistemi di conduzione dell'acqua e delle sostanze nutritive, sono dette nelloro insieme tracheofite. Esse comprendono un'enorme varietà di forme vegetali, dalle felci alle piante confiori, e possiedono un corpo (il cormo) suddiviso in radici, fusto e foglie.— Le radici hanno il compito di assorbire acqua e sali minerali dal terreno.— Il fusto ha funzione di sostegno e di trasporto; esso infatti è percorso dai vasi conduttori che mettono incomunicazione le radici con le foglie. I vasi conduttori sono di due tipi: il legno (o xilema) serve per iltrasporto dell'acqua e dei sali minerali dalle radici alle foglie, mentre il libro (o floema) ha la funzione ditrasportare i prodotti della fotosintesi dalle foglie a tutte le altre parti della pianta.— Le foglie svolgono la fotosintesi, producendo le sostanze nutritive per tutta la pianta.

Le prime tracheofite comparse sulla Terra furono gli equiseti (figura a sx), i licopòdi (figura al centro), lefelci (figura a dx): a differenza delle briofite, la presenza dei vasi conduttori ha permesso il trasportodell'acqua verso l'alto e quindi un grande sviluppo del fusto e delle foglie.

Le felci sono attualmente molto più diffuse degli equiseti e dei licopodi, ecostituiscono gran parte della vegetazione del sottobosco. Osservando la paginainferiore di una foglia di felce (a dx), si possono vedere numerose macchiolinebrune chiamate sori: esse contengono le spore che, cadendo nel terreno,germinano dando origine a una piccola piantina a forma di cuore, il protallo. Ilprotallo produce i gameti maschili e femminili. Come nei muschi, anche nellefelci i gameti maschili posseggono un flagello e, per raggiungere quelli femminili,devono nuotare in un sottile velo d'acqua: per questa ragione, anche le felcisono legate agli ambienti umidi. In seguito alla fecondazione si svilupperà unanuova felce.

La figura mostra come poteva apparire un'antica foresta circa300 milioni di anni fa.

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Le gimnosperme e le angiosperme proteggono il proprio embrione con il semeLa maggior parte delle attuali tracheofite è rappresentata dalle piante che producono semi: legimnosperme e le angiosperme. Il successo di questi due gruppi di piante, che nel loro complesso sonodette spermatofite (dal greco sperma, seme, e phyton, pianta), è dovuto alla loro completa indipendenzadall'acqua per quanto riguarda la riproduzione; il gamete maschile, infatti, non ha flagelli e non ha bisognodi nuotare nell'acqua per raggiungere la cellula uovo, ma è contenuto nei granuli di polline. All'interno delpolline i gameti maschili possono raggiungere la cellula uovo in vari modi, per esempio trasportati dal ventooppure da insetti impollinatori come le api.In seguito alla fecondazione si forma un embrione, che viene circondato da sostanze nutritive e diprotezione all'interno di una struttura chiamata seme. Sono esempi di semi i pinoli, i fagioli, i piselli e inoccioli delle albicocche o delle susine.Le gimnosperme più diffuse sono le conifere come i pini, gli abeti, i ginepri, i cipressi e i larici (in sequenza,nella figura in basso) che formano i boschi nelle nostre regioni alpine e appeniniche, ma anche le grandi

sequoie americane, come quella della figura a fianco.

Nelle conifere, le cellule uovo sono portate da strutturechiamate pigne (o coni femminili) formate da fogliolinemodificate disposte in senso elicoidale attorno a un asse. Igranuli di polline si trovano in strutture simili, ma più piccole,dette coni maschili (figura 13).Il polline raggiunge le cellule uovo trasportato dal vento.In seguito alla fecondazione le foglioline delle pignediventano scaglie legnose tra le quali si trovano le celluleuovo trasformate in semi (i pinoli).

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Le angiospermecomprendono tutcoltivate. Il grandfrutto.

NotaGimnosperma significa «dalle squame delle pignprotetto all'interno dei f

Il fiore è un perfeinsieme di fogliolipuò vedere nelleimpollinatori.

Nella maggior parin basso); in quesvolta, fornire alloDopo la fecondazforma il frutto; smelanzana, il pom

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sono oggi le piante più diffuse; esse dominano le regioni temperate e tropicali, eti gli alberi a foglie larghe (latifoglie), le erbe dei prati e la maggior parte delle piantee successo delle angiosperme è dovuto allo sviluppo di due organi speciali: il fiore e il

seme nudo» (dal greco gymnos, nudo, e sperma, seme); in queste piante infatti i semi sono esposti all'esterno, protetti soloe, come i pinoli di un pino. Angiosperma significa «seme protetto» (dal greco angeion, vaso); in queste piante il seme èrutti, come il fagiolo in un baccello.

zionamento della struttura delle pigne e dei coni delle gimnosperme, ed è costituito da unne disposte in modo concentrico. I fiori sono gli organi adibiti alla riproduzione e, come si

figure in basso, presentano spesso colori vivaci per attirare gli insetti o altri animali

te delle angiosperme, il fiore contiene sia le cellule uovo sia i granuli di polline (riquadroto modo lo stesso fiore può essere fecondato dal polline trasportato da un insetto e, a suastesso insetto il polline per fecondare un altro fiore.ione, durante lo sviluppo del seme, l'ovario (cioè la parte femminile del fiore) si ingrossa eono frutti la ciliegia, la mora o l'ananas che si vedono nella figura A, ma anche laodoro, il peperone che noi normalmente chiamiamo verdure.

Coni femminili FIG. 13 Coni maschili

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Fanerogame = Piante con organi riproduttivi ben visibili, caratterizzate dalla presenza del seme;

perciò sono dette anche Spermatofite.

FIG. A

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Approfondimento _______________________________________________L'importanza delle piante nella nostra vitaTutte le piante ci sono utili, dall'erba alle gigantesche sequoie, perché contribuiscono a mantenere costante la composizionedell'aria che respiriamo; le piante, infatti, insieme alle alghe e al fitoplancton, compiono la fotosintesi mediante cui assorbonodiossido di carbonio e producono ossigeno. Inoltre, le sostanze organiche sintetizzate dalle piante per mezzo della fotosintesi, cheusa l'energia solare per produrre molecole di zucchero, sono alla base di tutte le catene alimentari; pertanto, la nostra so-pravvivenza dipende dalle piante per quanto riguarda sia il cibo sia l'aria che respiriamo. Nel corso dei millenni, gli esseri umanihanno imparato a riconoscere e a coltivare le piante essenziali per la propria alimentazione come i cereali, i legumi, la frutta e laverdura; altre sostanze di origine vegetale sono gli oli (di oliva, di girasole o di lino), i grassi (per esempio, quelli derivati dal cacao), idolcificanti (dalle canne e barbabietole da zucchero) e le spezie (cannella, chiodi di garofano, noce moscata, ecc).L'utilità delle piante non si esaurisce qui: dalle piante si ricavano farmaci, insetticidi, fibre tessili, bevande stimolanti e calmanti,materie prime per l'industria chimica, legname da costruzione, energia e una miriade di altre cose ancora.Abbiamo imparato a usare alberi a crescita rapida (per esempio pioppi) per ricavarne la carta, e altri, dalla crescita più lenta e dalduro (come il mogano, il ciliegio, l'acero o il noce), per costruire mobili delle nostre case. Tutte le culture umane di ogni tempo sisono servite dei fiori per abbellire luoghi e persone.Dalle foglie di alcune piante messicane (come Haplophyton cimidium) si estraggono sostanze che uccidono pidocchi, scarafaggi emosche, mentre da quelle di altre (per esempio, dalle foglie di pervinca) si ricavano molecole utili per la cura di alcuni tipi di cancro.Molte piante forniscono medicinali in grado di lenire piccoli disturbi quotidiani come, per esempio, la difficoltà di digestione, lastitichezza, la diarrea, la tosse, le leggere infiammazioni e le tensioni nervose; altre molecole invece, come quelle estratte dalladigitale (Digitalis purpurea), svolgono un ruolo importante nel regolare la frequenza cardiaca e la funzione circolatoria dei malati dicuore. L'industria farmaceutica ricava decine di sostanze attive diverse dal frutto del papavero da oppio; il più importante farmacoderivato da questa pianta è la morfina, un potente calmante del dolore.

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II regno degli AnimaliGli animali si suddividono in protostomi, se l'apertura dell'intestino embrionale dà origine alla bocca; indeuterostomi se la bocca si forma ex novo e l'apertura dell'intestino embrionale dà origine all'ano. Inoltregli animali possono essere a simmetria raggiata, quando una serie di piani passanti per l'asse centrale delcorpo divide l'organismo in due metà speculari; o a simmetria bilaterale, quando un solo piano consente didividere il corpo dell'animale in due metà che sono l'una l'immagine speculare dell'altra (Figura 14).

I protostomi comprendono i seguenti phyla.

I poriferi costituiscono il gruppo di animali più semplici, comprendente le spugne. Esse hanno cellulespecializzate che non sono però ancora organizzate a formare dei veri e propri tessuti, per cui rap-presentano un livello intermedio tra quello coloniale e un organismo pluricellulare.

Gli cnidari sono più complessi e possiedono veri tessuti, organizzati in due strati cellulari (animalidiblastici), e un sistema nervoso primitivo che forma una rete nervosa estesa per tutto il corpo. Si tratta ditipici animali a simmetria raggiata. Ne fanno parte organismi apparentemente molto diversi tra loro, comele idre, le meduse e gli anemoni di mare.

I platelminti, o vermi piatti, sono i più semplici animali triblastici, cioè con il corpo costituito da tre straticellulari, e hanno simmetria bilaterale; non hanno una cavità interna (acelomati) e, come tutti i phylaprecedenti, sono privi di ano. Sono in genere organismi acquatici e comprendono sia specie che vivonolibere, come le planarie, sia molte forme parassite, come le fasciole e le tenie.

I nematodi, o vermi cilindrici, hanno una forma cilindrica allungata. Sono animali triblastici con unacavità generale del corpo situata nello spazio tra il tubo digerente e lo strato muscolare esterno (pseudo-celoma). Includono diverse forme a vita libera, presenti sia nelle acque sia nel terreno, dove sono moltocomuni. Per la maggior parte sono però parassiti sia degli animali sia delle piante.

Gli anellidi, o vermi segmentati, sono i primi animali con un vero e proprio celoma, cavità interna delcorpo in cui vi sono i principali organi. Presentano metameria, ossia il corpo è suddiviso in metameri,segmenti che ripetono tutti la stessa struttura interna. Essa si evidenzia sulla superficie del corpo concaratteristici anelli che danno il nome al phylum.

Vivono perlopiù nelle acque dolci o in mare. Il lombrico è invece un animale terrestre che svolge unafunzione molto importante per la fertilità del terreno; marino è invece la nereide, che vive nel fango nelleregioni litoranee. Alcuni anellidi, infine, come le sanguisughe, sono parassiti.

I molluschi hanno diversi apparati, un sistema nervoso sviluppato e sono privi di metameria; il corpo èmolle e compatto (il celoma è ridotto). Esso è spesso racchiuso in un esoscheletro esterno (conchiglia) ed ègeneralmente suddiviso in quattro regioni: il capo, con gli organi di senso, il cervello e la bocca; il piede, unorgano muscolare che contraendosi consente la locomozione dell'animale; il sacco dei visceri, dorsalmente

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al piede e il mantello, una plica cutanea che riveste il sacco dei visceri, estendendosi lateralmente eposteriormente. I Molluschi comprendono forme prevalentemente marine, ma anche specie d'acqua dolcee terrestri, come le chiocciole. Si dividono in cinque classi le più importanti delle quali sono i gasteropodi opolmonati (chiocciole con conchiglia e limacce senza); i lamellibranchi o bivalvi (mitili e ostriche), i cefa-lopodi, tutti marini, che rappresentano la classe più evoluta dei molluschi (polpi, seppie e calamari).

Gli artropodi comprendono più dei 3/4 delle specie animali. Hanno simmetria bilaterale e il corposegmentato. Nel corpo si distinguono capo, torace e addome. Nella testa vi è un cervello ben sviluppato eorgani di senso specializzati; hanno coppie di appendici articolate, come gli arti e le antenne, capaci dimovimenti molto precisi, che si sono modificate per usi differenti. Gli artropodi si suddividono in cinqueclassi principali: gli aracnidi (ragni e scorpioni), i crostacei (granchi, gamberi e aragoste), i chilopodi(centopiedi), i diplopodi (millepiedi) e gli insetti. Questi ultimi costituiscono il gruppo più numeroso che hain pratica colonizzato ogni habitat, a eccezione del mare aperto.

I deuterostomi comprendono i seguenti phyla.

Echinodermi, con una simmetria raggiata secondaria che farebbe supporre una discendenza di questophylum dagli cnidari. Hanno uno scheletro interno, detto dermascheletro, costituito da piastre calcareesituate sotto l'epidermide. Comprendono i cetrioli di mare, i gigli di mare, le stelle di mare e i ricci di mare.

I cordati sono il gruppo più evoluto di deuterostomi; hanno, almeno in qualche stadio del loro sviluppo,una struttura di sostegno resistente e flessibile situata nella loro parete dorsale, la notocorda.

Il phylum dei cordati comprende:

gli urocordati, con adulti privi di notocorda. Comprende il gruppo dei tunicati, come le ascidie, organismimarini che vivono attaccati al substrato roccioso;

i cefalocordati, con la corda che si estende per tutta la lunghezza del corpo. Un esempio è l'anfiosso;

i vertebrati, caratterizzati dalla presenza delle vertebre, strutture ossee che si formano per sostituzionedella corda presente nell'embrione.

I vertebrati si classificano in sette classi.

—Ciclostomi, come la lampreda.

—Pesci cartilaginei o condritti, con lo scheletro cartilagineo, comprendente gli squali e le razze.

—Pesci ossei o osteitti, con lo scheletro osseo, comprendente la maggioranza dei pesci, alcuni dei qualiestremamente specializzati.

—Anfibi, i primi vertebrati a occupare la terraferma, con le rane, i rospi e le salamandre.

—Rettili, con l'uovo provvisto di guscio, una caratteristica che ha permesso loro di colonizzare durante ilmesozoico tutte le nicchie allora a disposizione sulle terre emerse. Comprendono le tartarughe, le lu-certole, i serpenti e i coccodrilli.

—Uccelli, con lo stesso uovo dei rettili. Presentano gli arti anteriori trasformati in ali, un cuore perfetta-mente suddiviso in 4 cavità, come nell'uomo, e sono a sangue caldo. Comprendono sia forme corritrici,come lo struzzo, sia volatrici (colombi, gallinacei, passeri, rapaci, rampicanti, trampolieri, palmipedi ecc.).

—Mammiferi, così chiamati per la presenza delle ghiandole mammarie che, nelle femmine, producono il

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latte necessario per l'alimentazione dei piccoli. La caratteristica che ha consentito il grande successo dellaclasse dei mammiferi, i quali, dopo la scomparsa del, grandi rettili, hanno occupato tutte le nicchie rimastevuote da quest'ultimi, sia sulle terre emerse, sia nelle acque, sia nell'aria, è l'enorme sviluppo dell'encefaloe, in particolare, del cervello.

I mammiferi vengono distinti in tre sottoclassi:

— monotremi, più primitivi e ovipari, come l'ornitorinco;

—marsupiali, che partoriscono i piccoli prematuramente e completano lo sviluppo all'interno del mar-supio, una tasca cutanea ventrale della femmina nella quale sono contenute le mammelle. Ne sono esempile diverse specie di canguri dell'Australia;

— placentati, caratterizzati dalla presenza della placenta che consente al feto di rimanere nell'utero fino alsuo completo sviluppo, nutrendosi a spese della madre. Costituiscono il gruppo più evoluto e numeroso,comprendente la maggior parte delle specie dei mammiferi. I placentati si suddividono in numerosi ordinicome gli insettivori (talpe, ricci), i chirotteri (pipistrelli), i roditori (topi, castori, scoiattoli), i lagomorfi(conigli), i carnivori (gatti, cani, orsi, iene), i pinnipedi (foche), i cetacei (delfini e balene), i proboscidati(elefanti), i sirenidi (tricheco), gli artiodattili, col gruppo dei ruminanti (bue, pecora, capra, cervo, giraffa,cammello) e specie non ruminanti (maiale, ippopotamo), i perissodattili (cavalli, rinoceronti, tapiri), iprimati, con cervello e occhi molto sviluppati. Questi ultimi comprendono le scimmie, le scimmieantropomorfe e l'uomo.