La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Introduzione alla botanica Dott. CINTONI CARLO UNIVERSITA DELLATERZA ETA ARICCIA.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Introduzione alla botanica Dott. CINTONI CARLO UNIVERSITA DELLATERZA ETA ARICCIA."— Transcript della presentazione:

1

2 Introduzione alla botanica Dott. CINTONI CARLO UNIVERSITA DELLATERZA ETA ARICCIA

3 Ho cercato di strutturare questo minicorso di botanica come un affascinante viaggio che ci condurrà sia nel futuro che nel passato. È indispensabile tornare al momento immediatamente successivo allorigine della terra per comprendere la serie di eventi cha hanno portato, alla formazione di associazioni molecolari ed in seguito alle cellule che sono la più piccola unità della vita stessa.

4 Stanley Miller

5 Dallesperimento del prof. Stanley si sono generate delle piccole microsfere proteinoidi esse possono contenere fino a 200 residui amminoacidici

6 I più antichi fossili terrestri ritrovati in alcune rocce dell Australia datate 3,5 miliardi di anni hanno rivelato la presenza di piccole cellule somiglianti a batteri

7 I primi a evolversi furono gli organismi eterotrofi (dal greco Heteros, altro e trophé, nutrimento) cioè quelli che si nutrono di molecole organiche e di altri organismi Gli animali, i funghi, e molti altri organismi, tra i quali alcuni batteri e protisti sono eterotrofi

8 Con laumentare del numero degli organismi eterotrofi primitivi, le riserve di molecole alle quali per millenni avevano attinto, si assottigliarono progressivamente, dando inizio ad una competizione tra essi. Questa selezione naturale ha portato nel tempo alla nascita di organismi autotrofi, composti cioè da cellule in grado di fabbricare da sè le molecole ricche di energia partendo da sostanze organiche più semplici

9 Il più grande successo degli organismi autotrofi è quello di aver sviluppato un sistema per usare direttamente lenergia solare: LA FOTOSINTESI (dal greco phòtós =luce, e sýyntesis = unione )

10 Sfruttando lenergia della luce del sole le piante costruiscono materia vivente utilizzando lacqua (H 2 O) e lanidride carbonica (CO 2 ). Lacqua è assorbita dal suolo e lanidride carbonica dallaria e grazie alla clorofilla contenuta nelle foglie che assorbe lenergia solare rompono il legame che tiene unite le molecole dacqua.

11 Legano lidrogeno allanidride carbonica per formare una nuova sostanza chiamata glucosio appartenente alla categoria dei carboidrati Il glucosio, fondamentale per i vegetali, è la base con cui essi costruiscono altri carboidrati più complessi come lamido, la cellulosa, il saccarosio e sostanze più complicate come proteine e grassi.

12 La fotosintesi ha indotto una modificazione dellatmosfera terrestre che, a sua volta, ha influenzato levoluzione della vita. Il processo fotosintetico infatti comporta il rilascio di molecole di ossigeno. Questo ha permesso che le quantità di questo prezioso gas aumentassero progressivamente.

13 Laumento di molecole di ossigeno ha avuto due importanti conseguenze: Una parte di esse furono convertite in molecole di ozono, che assorbe i dannosi raggi ultravioletti del sole Lossigeno libero aprì la strada per una utilizzazione più efficace delle molecole organiche proprio attraverso lutilizzo di questo preziosissimo gas, la respirazione

14 Prima che la terra divenisse aerobia le sole cellule presenti erano quelle procariote. Cellule semplici che mancano di un involucro che contiene il nucleo e non hanno il materiale genetico organizzato in strutture complesse dette cromosomi

15 Con la teoria endosimbiontica, il genetista Lynn Margulis alla fine degli anni ottanta, spiegò la nascita delle cellule eucariote affermando che esse deriverebbero da antichi procarioti introdottisi in cellule più grandi

16 Lincremento di ossigeno libero fu accompagnato dalla comparsa delle prime cellule eucariote Cellule con involucro nucleare,cromosomi complessi e organelli circondati da membrane come i mitocondri (respirazione), i cloroplasti (fotosintesi) Gli organismi eucarioti sono formati da cellule più grandi e comparvero circa 1,5 milioni di anni fa

17 A eccezione degli archea(batteri estremofili) tutti gli organismi sono formati da una o più cellule eucariote.

18 Fossile di Cooksonia, una delle più antiche e semplici piante conosciute (risalente a 400/410 milioni di anni fa) consisteva in un piccolo fusto ramificato terminante construtture che producevano spore.

19 Sebbene tutti gli organismi siano costituiti da cellule, esiste unincredibile varietà di forme viventi. La specie umana condivide la terra con circa 5 milioni di differenti specie di organismi Questi organismi vennero raggruppati allinizio in base a criteri che sottolineavano modelli di somiglianze o differenze.

20 Classificare è unesigenza fondamentale delluomo. Significa ordinare un insieme eterogeneo raggruppando i suoi elementi in categorie simili. Generalmente si inizia collindividuare una unità elementare comune.In botanica e zoologia questa è la specie

21 La specie è una categoria astratta, artificiale, inventata dall uomo col solo scopo di schematizzare una realtà in continua evoluzione In botanica la specie si basa su caratteri morfologici,cioè esterni(forma delle foglie,presenza o meno del fusto e delle radici, tipo di riproduzione, presenza di fiore,frutto, ecc.)Parliamo cioè di MORFOSPECIE

22 Ogni specie è individuata da un nome. Il nome ci fornisce una notevole quantità di informazioni specifiche sulla specie Tuttavia il nome comune spesso risulta impreciso, esso varia tra regione e regione, figuriamoci tra nazioni Può essere funzionale per le specie più comuni di piante coltivate ma come fare per tutte le specie spontanee?

23 Quindi dopo aver definito la specie dobbiamo darle un nome preciso La massima precisione si è ottenuta per mezzo del nome scientifico Un binomio seguito dal nome dellautore Questo metodo venne codificato dal naturalista svedese Carlo Linneo (Carl von Linnè)

24 Lambizione massima di Linneo era riuscire a dare in nome a tutte le specie allora note di piante, animali, minerali e di descriverle. Nel 1753 pubblicò unopera in due volumi Species Plantorum (dal latino- le specie delle piante) Nellopera descriveva ogni specie di piante in lingua latina per mezzo di una piccola frase utilizzando al massimo 12 parole detta POLINOMIO

25 Al termine della sua opera si rese conto della difficoltà di tale metodo, allora prese a scrivere a margine della sua opera, a fianco ad ogni polinomio una singola parola (lepiteto scientifico) che descrivesse una caratteristica comunemente riconosciuta della pianta. Con questa parola combinata con la prima del polinomio (il genere) si riusciva ad avere una descrizione breve e precisa delle specie. Essa venne definita NOMENCLATURA BINOMIALE

26 Ecco qui riprodotto la gattaia o erba gatta Essa era così descritta nellopera di Linneo: Nepeta floribus interrupta spicatum pedunculatis –nepeta con i fiori in una spiga peduncolata interrotta. Linneo scrisse a fianco la parola:Cataria associata ai gatti. Cominciò quindi a chiamarlaNepeta cataria

27 La convenienza di questo sistema era ovvia e ben presto rinpiazzò del tutto la polinomia

28 I nomi sono oggi tutti raccolti nel Codice Internazionale di Nomenclatura Botanica Alcune regole della nomenclatura: il genere è sempre Maiuscolo e lepiteto minuscolo Sono in corsivo nella stampa o sottolineati nella scrittura Sono seguiti dal nome dellautore o dalla sua abbreviazione

29 Per ogni specie esiste un esemplare tipo. Secco. Custodito in un museo o un erbario. erbario. È utilizzato per le comparazioni con altri campioni

30 Alcune specie sono state suddivise in due o più sottospecie o varietà.Si è dovuto quindi aggiungere al binomio una terza parte, la varietà appunto. A destra Prunus persica var. persica L. caratterizzate da polpa bianca. A sinistra Prunus persica var. nectarine L. con polpa gialla e buccia senza peluria

31 Allinizio della sistematica le cose terrestri vennero catalogate in tre grandi regni: 1.Piante 2.Animali 3.Minerali

32 Il Regno era la più ampia unità utilizzata nelle classificazioni biologiche Vennero poi aggiunte altre categorie tra il regno e il genere dando vita alla TASSONOMIA

33 Vediamo insieme queste nuove categorie: I generi sono stati raggruppati in famiglie Le famiglie in ordini Gli ordini in classi Le classi in divisioni Le divisioni divennero quindi le categorie gerarchicamente più ampie del regno vegetale

34 Nel 1993 durante il XV Congresso Internazionale di Botanica, il Codice Internazionale di Nomenclatura Botanica inserì il termine Phylum( pl. Phyla) equivalente alla divisione. Esistono delle regole per riconoscere più facilmente i vari taxa: Le famiglie terminano in –aceae Gli ordini terminano in _ales

35 La specie : salvia officinalissalvia officinalis Il genere : salviasalvia La famiglia : labiatelabiate Lordine : tubifloretubiflore La classe : dicotiledonedicotiledone Il phylum : spermatofitespermatofite Il regno : vegetalevegetale

36

37

38 La tassonomia è soltanto uno degli aspetti della sistematica. Dopo la pubblicazione dellopera di Darwin nel 1859 (lOrigine della Specie), le differenze e le somiglianze tra organismi cominciarono ad essere viste non soltanto come informative e utili ma come prodotti della storia evolutiva di ciascun organismo detta FILOGENESI Questi rapporti evolutivi vennero rappresentati in ALBERI FILOGENETICI che rappresentavano le varie relazioni tra i taxa

39 In generale in uno schema di questo tipo ogni taxon è monofiletico cioè i suoi membri discendono tutti da una specie ancestrale comune a tutti. Un problema della sistematica riguarda lorigine di una somiglianza o di una differenza. Infatti possono ambedue derivare da discendenza (da un antenato in comune) sia dalladattamento allambiente di specie diverse.

40 Per esempio: Foglie, cotiledoni, squame dei germogli e parti fiorali, pur avendo funzioni diverse derivano tutte dallo stesso organo; la foglia Allora definiremo le strutture che hanno origine comune ma non necessariamente funzione comune OMOLOGHE; quelle invece che possono avere la stessa funzione, aspetto simile ma origine diversa ANALOGHE

41 Il metodo classico è fondato sulla comparazione tra somiglianze visibili. Analizziamo le somiglianze complessive visibili rispetto ai membri di quel taxon. Alla fine si avrà un albero filogenetico che risente tantissimo delle opinioni del singolo studioso riguardo allimportanza dei vari fattori presi in esame.

42 Il metodo cladistico, oggi il più comunemente usato, cerca di comprendere esplicitamente le relazioni filogenetiche. Il risultato di unanalisi cladistica è il cladogramma ovvero la rappresentazione grafica di unipotesi della sequenza di ramificazioni. Esempio: 4 caratteri, ad essi attribuiremo solo due diversi stati, presenza (più) o assenza (meno)

43 Il risultato di unanalisi cladistica è il cladogramma E possibile verificare la nostra ipotesi aggiungendo informazioni su di esso

44 Lavvento di tecniche molecolari ha rivoluzionato la botanica sistematica Le tecniche più usate consistono nella determinazione delle sequenza di amminoacidi nelle proteine o dei nucleotidi negli acidi nucleici Tra le prime proteine analizzate in uno studio tassonomico vi è il citocromo c

45 Si è potuto così determinare un nuovo modello di albero filogenetico In esso sui rami principali vengono riportati, attraverso numeri, quanti amminoacidi sono differenti rispetto al citocromo c del nodo più vicino.

46 In seguiti si è scelto di usare come discriminante tra i gruppi la comparazione di sequenze dei nucleotidi, cioè le unità costituenti degli acidi nucleici (DNA, RNA)

47 Costituiti da un fosfato, uno zucchero a 5 atomi di carbonio (ribosio o desossiribosio) e una purina o una pirimidina.

48 Lanalisi delle sub-unità di RNA ribosomiale ha fornito levidenza che tutto il mondo dei viventi è divisibile in 3 grandi gruppi detti domini: Bacteria; Archaea; ed Eukarya. Ai primi due appartengono organismi con cellule procariote, al terzo cellule di tipo eucariota

49 Ecco limmagine di tre rappresentanti dei tre regni, nel primo dominio troviamo i procarioti intesi come i batteri veri e propri, nel secondo i procarioti in grado di vivere negli ambienti estremi e nel terzo tutti gli eucarioti. Tutta la vita è riconducibile a 3 grandi domini secondo uno schema di albero filogenetico universale.

50 Tuttavia i legami tra i vari regni sottostanti non risultano così ben delineati, il loro numero e i loro nomi cambiano con una certa frequenza a tutto discapito della chiarezza. Ci si riferisce ganeralmente ad una divisione in cinque soli regni, uno di procarioti e quattro di eucarioti

51

52 Un tempo, agli albori della sistematica naturalistica, i viventi erano divisi in due soli regni: regno vegetale e regno animale. Per il grande naturalista Linneo (XVIII secolo), gli animali si distinguevano dalle piante perché, a differenza di queste, sono esseri viventi dotati di sensibilità. In seguito, con laumento delle conoscenze sulle caratteristiche e la biologia delle diverse forme di vita, questa distinzione si è rivelata del tutto insufficiente

53 Dalla vecchia divisione in due soli regni deriva labitudine a considerare vegetale semplicemente tutto ciò che non è animale; comprendendovi molti gruppi che non sono affatto piante. Definiamo vegetali esclusivamente organismi appartenenti al regno Plantae Essi comprendono: muschi e organismi affini(BRIOFITE); Felci ed organismi simili ( PTERIDOFITE) Piante a seme (SPERMATOFITE) comprendenti gimnosperme (piante a seme nudo) ed angiosperme (piante con frutto)


Scaricare ppt "Introduzione alla botanica Dott. CINTONI CARLO UNIVERSITA DELLATERZA ETA ARICCIA."

Presentazioni simili


Annunci Google