UD 1 Fondamenti di biologia generale ed evolutiva nei ... · - Rapporti tra Regno vegetale e...
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UD 1 Fondamenti di biologia generale ed evolutiva nei vegetali
- Rapporti tra Regno vegetale e animale (organismi autotrofi ed eterotrofi).
- Le più importanti tappe della filogenesi delle piante.
Le piante sono indispensabili perché:
-sono responsabili della presenza di ossigeno nell’atmosfera
Ci sono tanti buoni motivi per spiegare la rilevanza dello studio dei vegetalinella vita di ciascun essere vivente, uomo compreso.
Perché lo studio della Botanica?
- servono come alimento
Coffea arabica L.
- Si ricavano filati tessili
….. QUINDI
Ciclo del carbonio
- sono fonte di risorse rinnovabili Ciclo dell’acqua
- sono utilizzate nella fitoterapia
- regolano il clima
Il verde mitiga il mesoclima urbano
Bilancio idrico in un bosco
La biologia è la scienza che studia gli esseri viventinei loro molteplici aspetti sia di ordine morfologicoche fisiologico;
studia altresì i complessi rapporti morfo-funzionaliche si instaurano tra gli organismi animali e quellivegetali.
BIOSFERA
idrosferalitosfera
Il nostro pianeta è costituito da un insieme disistemi formati da componenti
Organismi animali e vegetali
Fattori climatici ed edafici
BIOTICHE ABIOTICHE
atmosferaLa vita si svolge in uno strato sottile del pianeta definito
BIOSFERA
ECOSISTEMA
BIOSFERA
biocenosi
fitocenosi zoocenosi
biotopo
La BIOSFERA può esseredefinita come lo spazio
occupato da tutti gli organismiviventi tra cui si instaurano
rapporti dinamici di interazionee scambio
PIANTE VERDIPIANTE VERDI
LUCELUCE
AMIDOAMIDO
PROTEINEPROTEINEANIMALIANIMALI
CO2 + H2O + ENERGIACO2 + H2O + ENERGIA
+ CO2 +H2O
Fotosintesi
N+S+P
Sintesi
Assimilazione
Respirazione
Il funzionamento di questi sistemi è assicuratodall’energia solare
I vegetali sono produttori di sostanza organica e diossigeno indispensabili per tutti gli organismi viventi
fanno parte integrante di un SISTEMA in cuiinteragiscono con l’ambiente e con l’altra componente
biotica costituita dagli animali e quindi l’UOMO
Nel loro lungo viaggio evolutivo dall’acqua allaterraferma, le piante, sotto la spinta della selezionenaturale, si sono adattate alle specifiche condizioni
degli ambienti terrestri
MILIARDI di anni
12-20 origine delle prime galassie del nostro sistema
5 origine del sole e del nostro sistema planetario
5-4,5 origine della Terra
3,5 cellule procariotiche
1,5 cellule eucariotiche
0 ATTUALE
PREBIOTICO
BIOTICO
PREPALEOZOICO
https://www.youtube.com/watch?v=TfnbdMD2KIk
Esistono prove fossili che icianobatteri e altri procariotifotosintetici ricoprivano super-fici terrestri umide da oltre unmiliardo di anni fa
Colonizzazione della terrafermada parte di organismi macro-scopici come piante, funghi eanimali: 500 milioni di anni fa
Si può partire dalle origini testimoniate da reperti fossili, percorrendo via via le piùimportanti tappe evolutive per giungere alla straordinarietà dei fenomeni che regolanoil ciclo biologico della vita: nascita, sviluppo, riproduzione, morte, adattamenti emutazioni.
Diorama periodo Siluriano (440-410 milioni di anni fa) Era Paleozoica
Nel Carbonifero (345-280 milioni di anni fa) il clima uniformemente caldo-umido generò estese paludi abitate da fitte foreste di piante arboree, alcune delle quali superavano i 50 m. Tali foreste erano principalmente costituite da licopodiarborei, felci del carbonifero, spermatofite arboree con organi riproduttivi simili a quelli delle conifere attuali, le primecicadee (gimnosperme simili a felci arboree ma con caratteristici strobili portanti semi e polline). Alla fine del Permiano(280-225 milioni), in seguito all'aumento dell'aridità e alla riduzione delle temperature si ebbe una grande estinzione dimassa e si affermarono nuovi gruppi vegetali (equiseti erbacei), felci di nuovi gruppi giunti sino ad oggi, gimnosperme tracui le voltziales, dette anche conifere walchiane, e le prime ginkgofite.
Diorama Era Mesozoica (periodi:Triassico 250-210 m; Giurassico 210-140m; Cretaceo 140-66m)
La FILOGENESI (dal greco φυλή = specie e Γένεσις = origine) èun processo evolutivo degli organismi viventi, a partire dalla lorocomparsa sulla Terra ad oggi, che individua le relazioni diparentela.
La rappresentazione grafica di tali relazioni è conosciuta come“ALBERO FILOGENETICO”
1) SINTESI CLOROFILLA a
Circa 400 milioni di anni fa le piantesi svincolarono dall’acqua
Gli ambienti acquaticisi arricchiscono di
ossigeno checontemporaneamente
viene liberatonell’atmosfera.
L’atmosfera diviene ossidante (da riducente che era prima)
Ciò determina la variazione della composizione in radiazioniluminose; i raggi ultravioletti di lunghezza d’onda più corta (con
funzione battericida) vengono assorbiti sempre di piùdall’atmosfera favorendo la fuoriuscita degli organismi
dall’ambiente acquatico in quello terrestre
2) PASSAGGIO ORGANIZZAZIONEPROCARIOTICA EUCARIOTICA
Alga unicellulare Alga pluricellulare
3) DIFFERENZIAMENTO ORGANISMI PLURICELLULARI
4) INTRODUZIONE RIPRODUZIONE SESSUALE
%
Organismo aplonte
5) INTRODUZIONE ALTERNANZA DI GENERAZIONI ANTITETICHE Negli organismi con riproduzione sessuata, si verifica un'alternanza di fase nucleare n‐ 2n
2n nFase DIPLOIDE Fase APLOIDE
Qui e intervenuto unprocesso di meiosi
Qui e intervenuto unprocesso di gamia
Sporofito(2n)
Gametofito(n)
Organismo aplodiplonte
6) SINTESI CLOROFILLA bGr. metilico
Gr. aldeidico
7) DIVERSIFICAZIONE TRA I VARI ORGANISMI VEGETALI TERRESTRI
CHE RAGGIUNGONO TRE IMPORTANTI STADI EVOLUTIVI:
a) dipendenza trofica
b) differenziazione strutture protettive degli organi che producono spore e gameti
c) differenziazione di un embrione dallo zigoto
MATURAZIONE SEMI
DIFFERENZIAZIONE LEGNO SECONDARIO
DIFFERENZIAZIONE DEL SISTEMA DI CONDUZIONE
DIFFERENZIAZIONE DI PISTILLI
……. e poi ancora
SVILUPPO DI VERI TESSUTI
Da Strasburger
PIANTE ANIMALICLOROFILLA
AUTOTROFE
UTILIZZ.DIRETTAENERGIA SOLARE
PRODUTTORI
FORMA “APERTA”(crescita fino alla morte
della pianta)
IMMOBILITA’
PARETI CELLULARI RIGIDE
ASSENZA DI CLOROFILLAETEROTROFI
ENERGIA ASSUNTA INDIRETTAMENTEDA SOSTANZE ORGANICHEALTAMENTE ENERGETICHE
CONSUMATORI
FORMA “CHIUSA”
MOBILITA’
CELLULE PER LO PIU’ PRIVE DI PARETE CELLULARE