PIANTE

L’argomento può essere affrontato in ogni momento del curriculum scolastico.

Nella scuola dell’infanzia e nei primi tre anni della scuola primaria, le

attività dovranno essere incentrate sul nome delle varie piante e sulla loro

rappresentazione tramite disegni, immagini. La scoperta delle parti comuni a

tutte le piante aiuta ad imparare a classificare, a fare gruppi omogenei. Come

dice Montessori, dobbiamo dare le parti perché sia chiaro il tutto, ma con lo

scopo di stabilire relazioni, poiché ”..stabilire la relazione tra le cose, significa

portare la conoscenza.” Quindi spazio a laboratori sensoriali, a semi che

germinano, a piante che crescono, a foglie di vari colori e forme, all’acqua, al

sole e all’aria che fanno crescere le piante. Le piante permettono di presentare

il ciclo della vita e di osservare la nascita, la crescita, la riproduzione e la

morte dell’organismo.

Negli ultimi due anni della scuola primaria, il bambino inizia ad avere

capacità di astrarre. Alle conoscenze concrete, sensoriali si deve affiancare il

concetto di funzione e di processi. Sole, acqua e aria diventano calore,

radiazione luminosa, componenti della fotosintesi, ossigeno. Le foglie sono

laboratori in cui avvengono processi quali la fotosintesi e la traspirazione, le

cellule che compongono le foglie hanno i cloroplasti che sono gli artefici della

fotosintesi. L’autotrofia viene ad essere presentata come produzione di

zucchero e partenza, quindi, per tutte le catene alimentari del Pianeta.

Con il termine piante vengono definiti gli organismi eucarioti autotrofi.

I più antichi organismi vegetali avevano una struttura molto

semplice; non producevano semi, erano privi di fusto e di radici e non avevano le foglie.

Una struttura simile la possiamo ancora ritrovare nelle alghe. Le prime grandi tappe nell’evoluzione delle piante terrestri

furono lo sviluppo dei muschi e delle felci.

Tutte queste piante, non hanno fiori e la loro riproduzione avviene, sia per via sessuata, cioè per mezzo di gameti, o per

via asessuata, mediante le spore.

La classificazione dei principali gruppi vegetali, si basa proprio sull’assenza o presenza di vasi conduttori e del fiore.

Le piante si sono adattate a diverse condizioni climatiche e hanno colonizzato ogni regione della terra. La loro presenza sul pianeta è di vitale importanza per quasi tutti gli organismi viventi: esse infatti produco ossigeno, gas essenziale per la respirazione, costituiscono l’alimento per gli animali e forniscono all’uomo materiale da costruzione, fibre tessili, coloranti e sostanze per la produzione di farmaci. La varietà di piante che popolano la terra è davvero sorprendente: esse sono diverse per forme, dimensioni, per l’ambiente in cui vivono e molte altre caratteristiche. Tuttavia, è possibile mettere ordine, cioè classificare, il gran numero di specie che questo regno comprende, seguendo la loro evoluzione.

Il regno delle piante comprende tutti gli organismi mono- e pluri-cellulari, eucarioti e autotrofi. Essi sono paragonabili a macchine

capaci di utilizzare l’energia, sotto forma di luce, per ottenere energia chimica contenuta nel glucosio che essi stessi producono attraverso la

fotosintesi clorofilliana.

Autotrofa: autonoma

L’organismo preleva dall’ambiente solo sostanze inorganiche, e sintetizza tutte le sostanze organiche (zuccheri, proteine e grassi) da

solo. L’energia necessaria a questa sintesi proviene da:

reazioni chimiche (alcune alghe) radiazione solare (tutte le piante verdi contenenti clorofilla).

La clorofilla rende indipendenti da una sorgente esterna di alimenti

tutte le piante che la contengono.

Riproduzione vegetativa

La riproduzione è il fenomeno attraverso cui un organismo dà origine

a uno o più discendenti, permettendo così la conservazione e la

diffusione della specie. È possibile distinguere due tipi di

riproduzione: vegetativa (o agamica) e sessuale (o gamica).

La riproduzione vegetativa o agamica permette la moltiplicazione di

un individuo in seguito a divisione del corpo vegetativo o al distacco

di una sua parte. Lo sviluppo del nuovo individuo (clone) avviene in

seguito a divisioni mitotiche, mantenendo così costante il genotipo

delle successive generazioni.

Il vantaggio della riproduzione agamica è la produzione in tempi

brevi di numerosi nuovi individui che dovrebbero sopravvivere

meglio se le condizioni ambientali non si modificano e che

consentono una rapida diffusione della specie.

La mancanza di ricombinazione genetica riduce però la

ricchezza del pool genico e rende le piante meno adattabili e

quindi più vulnerabili ai cambiamenti delle condizioni

ambientali.

Riproduzione sessuale

La riproduzione sessuale è caratterizzata da due eventi: la meiosi,

cioè la produzione di 4 cellule aploidi (n) a partire da una cellula

diploide (2n), e la fecondazione o gamia per fusione di due cellule

aploidi (gameti). L’unione dei due gameti determina la formazione

dello zigote, caratterizzato da un numero cromosomico 2n.

In corrispondenza di questi due processi si verifica una variazione

della fase nucleare. In particolare, la meiosi porta alla formazione di

cellule con corredo cromosomico aploide (fase nucleare aploide),

mentre la gamia determina la formazione dello zigote con corredo

cromosomico diploide, (fase nucleare diploide).

La meiosi permette un riassortimento dei cromosomi paterni e

materni e la creazione di nuovi cromosomi attraverso il normale

scambio meiotico ed il crossing-over.

La riproduzione sessuale genera quindi variabilità genetica;

questa è fondamentale per gli organismi viventi in quanto

favorisce la sopravvivenza della specie in condizioni ambientali

in continuo cambiamento, e rappresenta, con la selezione

naturale, il “motore” dell’evoluzione.

Tutte le piante si riproducono alternando una generazione a riproduzione

sessuata (gamica) e una generazione a riproduzione asessuata (agamica).

La riproduzione sessuata avviene grazie all’intervento di due cellule sessuali

specializzate, i gameti, maschile (spermatozoo) e femminile (cellula uovo): la

fecondazione di una cellula uovo da parte di uno spermatozoo porta alla

formazione dello zigote, la prima cellula del nuovo organismo, che si accresce

per successive mitosi.

Il nuovo organismo (la nuova pianta) si riproduce anch’esso, ma utilizza un

meccanismo di riproduzione asessuata: non produce gameti ma spore,

singole cellule da cui poi, senza fecondazione, si sviluppa la nuova generazione,

questa volta in grado di produrre gameti e di riprodursi con un meccanismo

sessuato, che prevede di nuovo l’unione dei due gameti (fecondazione):

si ha dunque sempre l’alternanza di una generazione di piante che

producono gameti, chiamate gametofiti, a riproduzione sessuata

e una generazione di piante che producono spore, chiamate sporofiti (a

riproduzione asessuata).

© 2010 Franco Lucisano Editore • La Scienza della Vita • Modulo C: Biodiversità e ambiente

© 2010 Franco Lucisano Editore • La Scienza della Vita • Modulo C: Biodiversità e ambiente

L’alternanza di generazione si compie con modalità differenti nei diversi gruppi di piante:

Nelle briofite, come i muschi, prevale il gametofito, che rappresenta la vera

pianta, quella che noi chiamiamo muschio, mentre lo sporofito è limitato a un

esile stelo dalla cui cima si liberano le spore (da cui avranno poi origine i

gametofiti).

Nelle felci, invece, la vera pianta è lo sporofito: nella pagina inferiore delle

foglie delle felci troviamo i sori, che contengono le spore, che una volta

liberate daranno origine ai gametofiti (protalli), piccolissime piantine da cui si

liberano i gameti maschili che, attraverso l’acqua, vanno a fecondare la cellula

uovo per dare origine a un nuovo sporofito, una nuova felce.

Nelle spermatofite il gametofito è ridotto a poche cellule, che rimangono

incorporate nello sporofito, che è la vera pianta: i gametofiti maschili sono i

granuli di polline (portati dai coni maschili nelle gimnosperme e dagli stami

nelle angiosperme) e quelli femminili sono gli ovuli, contenuti nei coni

femminili (nelle gimnosperme) o nel pistillo (più precisamente nell’ovario) nelle

piante con fiore.

© 2010 Franco Lucisano Editore • La Scienza della Vita • Modulo C: Biodiversità e ambiente

In generale un ciclo biologico può essere descritto in questo modo:

i gameti aploidi sono prodotti per mitosi dal corpo vegetale aploide,

cioè il gametofito. Dopo la fusione dei gameti nella fecondazione, il

risultante zigote diploide si sviluppa a formare una piante diploide

detta sporofito. Lo sporofito produce delle spore, le quali essendo

formate per meiosi sono aploidi. Ciascuna spora si accresce a

formare un nuovo gametofito aploide, continuando il ciclo.

Per approfondire:

http://online.scuola.zanichelli.it/biologia4ed/

files/2008/04/gainotti_unita_2_piante1.pdf

piante vascolari, che

hanno sviluppato

sistemi di conduzione

dell’acqua e delle

sostanze nutritive.

Le piante non vascolari: le briofite

13

Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015

Il gametofito è dominante

sullo sporofito e i gameti

maschili nuotano nell’acqua

per fecondare la cellula

uovo. Dallo sporofito che

rimane unito al gametofito

derivano le spore da cui

germinano le nuove piante.

Le briofite, piante non vascolari, mancano di radici e di vasi.

Le piante vascolari senza semi:

le pteridofite

Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015

Le pteridofite, tra cui le felci, sono piante vascolari primitive,

hanno radici, fusto e foglie. Lo sporofito è dominante

e la diffusione avviene

grazie alle spore da cui

derivano gametofiti

indipendenti.

La fecondazione può

avvenire solo in acqua.

Tutte le piante comprendono un’enorme varietà di forme vegetali suddivise in due gruppi:

Piante inferiori o crittogame dal greco “cripto” = nascondo, e “gamos”, poiché i fenomeni sessuali

non si manifestano attraverso il fiore (piante senza semi)

Piante superiori (fanerogame e spermatofite) dal greco “faneros” = evidente, e “gamos” = nozze, cioè: organi sessuali

evidenti come il fiore

dal greco “sperma” = seme, e “fiton” = pianta: piante con semi.

Comprendono gimnosperme e angiosperme