Introduzione alla botanica

Presentazione sul tema: "Introduzione alla botanica"— Transcript della presentazione:

1 Introduzione alla botanica
UNIVERSITA’ DELLATERZA ETA’ ARICCIA 1--Le piante entrano nella nostra vita molto più di quanto possiamo immaginare. Esse ci forniscono oltre al cibo, fibre per il vestiario, legno per i mobili, per l’edilizia e come combustibile, carta per i libri, spezie, farmaci, nonché l’ossigeno che respiriamo. Possiamo quindi affermare con certezza che la nostra vita dipende dalle piante. Quindi lo studio delle piante ci aiuterà a guardare dentro la natura della vita stessa permettendoci, oggi con metodi più avanzati, quali tecnologie molecolari e computerizzate, di capire e permettere ad esse di continuare a svolgere nel migliore dei modi la loro funzione nel futuro. Il termine botanica deriva dal greco botàne che vuol dire erba. Dott. CINTONI CARLO

2 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 all’origine 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. 2-- Ho cercato di strutturare questo minicorso di botanica come un affascinante viaggio che ci condurrà nel passato. È indispensabile infatti ritornare indietro a miliardi di anni fa, al momento immediatamente successivo all’origine della terra per comprendere la serie di eventi cha hanno portato, secondo le ipotesi più accreditate, prima alla formazione di associazioni molecolari ed in seguito alle cellule che sono la più piccola unità della vita stessa. Vedremo poi come alcune cellule si sono specializzate ottenendo l’energia necessaria per sopravvivere dal sole e come ciò abbia prodotto importanti cambiamenti nella composizione dell’atmosfera terrestre influenzando l’evolversi e lo sviluppo delle altre piante e degli animali.

3 Stanley Miller Nel 1871 Charles Darwin avanzò l’ipotesi che la vita si fosse originata in “una piccola pozza d’acqua” e questa teoria è tuttora valida. Fu lo scienziato russo A.I.Oparin che negli anni 30, per primo provò a dimostrare scientificamente questa teoria affermando che la maggior parte dei composti contenenti idrogeno e carbonio si fossero formati nell’atmosfera primitiva da emanazioni vulcaniche e che in seguito dilavati si siano accumulati negli oceani dove fulmini e radiazioni solari riuscirono a dare inizio alla vita come la conosciamo noi. L’ipotesi sembrò trovare conferma nel 1953 quando Stanley Miller, all’epoca specializzando alla Chicago University usò un apparato simile a questo per simulare le condizioni della terra primitiva. Idrogeno,metano,ammoniaca venivano fatti circolare tra una soluzione calda(l’oceano) inferiore ed una fase gassosa (l’atmosfera) attraversata da scariche elettriche.

4 Dall’esperimento del prof
Dall’esperimento del prof. Stanley si sono generate delle piccole microsfere proteinoidi esse possono contenere fino a 200 residui amminoacidici Dopo circa 24 ore dall’inizio dell’esperimento, la metà del carbonio si era trasformato in amminoacidi ed altre molecole organiche. Un problema ancor’oggi irrisolto di questo esperimento è dato dalla presenza di metano ed ammoniaca nella primordiale atmosfera, gas che a causa della mancanza dello strato di ozono sarebbero stati facilmente distrutti dalle radiazioni ultraviolette del sole.

5 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 Questi fossili trovati in alcune rocce dell’Australia risultano più giovani della terra di circa un miliardo di anni. Per almeno due miliardi di anni la vita sulla terra fu rappresentata da organismi simili a questi. I microfossili sono ingranditi circa 260 volte

6 Gli animali, i funghi, e molti altri organismi, tra i quali alcuni batteri e protisti sono eterotrofi 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 I primi organismi terrestri erano formati da cellule soddisfacevano i loro bisogni energetici consumando composti organici prodotti da fonti esterne. Sono detti organismi eterotrofi( dal greco heteros, ALTRO e trophè, NUTRIMENTO) e dipendono per l’energia da una fonte esterna di molecole organiche

7 Con l’aumentare 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 Aumentando di numero, gli etrotrofi primitivi cominciarono ad esaurire le molecole complesse dalle quali dipendeva la loro vita.questo causò una competizione tra loro. Le cellule che riuscivano in modo più efficiente le sempre più limitate riserve di “cibo” ebbero ben presto la meglio. Questo processo evolutivo nel corso del tempo attraverso lìeliminazione dei soggetti meno addattabili alle variate condizioni ha generato cellule in grado di fabbricare da sé le proprie molecole ricche di energia partendo da sostanze inorganiche. Questi organismi sono chiamati AUTOTROFI, cioè che si nutrono da sé.

8 Il più grande successo degli organismi autotrofi è quello di aver sviluppato un sistema per usare direttamente l’energia solare: LA FOTOSINTESI (dal greco phòtós =luce, e sýyntesis = unione ) il più grande successo deli autotrofi è quello di aver sviluppato un sistema per usare direttamente l’energia solare. la fotosintesi

9 Sfruttando l’energia della luce del sole le piante costruiscono materia vivente utilizzando l’acqua (H2O) e l’anidride carbonica (CO2). L’acqua è assorbita dal suolo e l’anidride carbonica dall’aria e grazie alla clorofilla contenuta nelle foglie che assorbe l’energia solare rompono il legame che tiene unite le molecole d’acqua. L’arrivo degli organismi autotrofi ha permesso che il flusso di energia della biosfera prendesse le sembianze dell’attuale ove l’energia radiante emessa dal sole è convogliata, per mezzo degli autotrifi fotosintetici in tutte le forme di vita

10 Legano l’idrogeno all’anidride 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 l’amido, la cellulosa, il saccarosio e sostanze più complicate come proteine e grassi.

11 La fotosintesi ha indotto una modificazione dell’atmosfera terrestre che, a sua volta, ha influenzato l’evoluzione 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. Gli organismi fotosintetici, aumentando di numero, cambiarono l’aspetto del nostro pianeta. Infatti durante il processo di fotosintesi la molecola di acqua viene rotta e l’ossigeno in essa contenuta viene rilasciato sotto forma di molecole libere.

12 L’aumento 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 L’ossigeno libero aprì la strada per una utilizzazione più efficace delle molecole organiche proprio attraverso l’utilizzo di questo preziosissimo gas, la respirazione Perciò grazie alla fotosintesi, la quantità di ossigeno gassoso nell’atmosfera aumentò progressivamente con due conseguenze importantissime: --In primo luogo , una parte delle molecole di ossigeno dello strato più esterno dell’atmosfera furono convertite in ozono(O3)che quando è in sufficiente quantità assorbe i raggi ultravioletti nocivi per gli organismi viventi. Circa 450 milioni di anni fa gli organismi già potevAno sopravvivere sulla superficie dell’acqua e sulle terre emerse. --l’incremento dell’ossigeno libero aprì una nuova strada per un’utilizzazione più efficiente delle molecole , ricche di energia, acquisite con la fotosintesi.molti organismi infatti , acquistarono la capacità di rompere questa molecole organiche attraverso un processo che utilizza l’ossigeno la respirazione

13 Cellule semplici che mancano di un involucro che contiene il nucleo e non hanno il materiale genetico organizzato in strutture complesse dette cromosomi La respirazione produce infatti più energia di qualsiasi processo anaerobio. Prima che l’atmosfera ,con l’accumulo dell’ossigeno divenisse aerobia, le sole cellule esistenti erano quelle procariote. Cellule semplici, che mancano di un involucro nucleare e non hanno il materiale genetico organizzato in quelle strutture complesse che costituiscono i cromosomi. Orobabilmente i primi procarioti erano organismi termofili(amanti del caldo) chiamati anche ARCHEa(antichi) i cui discendenti sono oggi noti per prosperare in ambienti ad elevate temperature, ostili alla vita Prima che la terra divenisse aerobia le sole cellule presenti erano quelle procariote.

14 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 Una delle teorie più accreditate per spiegare il passaggio dalle cellule procariote a quelle eucariote è quella endosimbiontica formulata verso le fine degli anni ottanta dalla genetista Lynn Margulis. Secondo questo modello, i mitocondri ed i cloroplasti presenti nelle attuali cellule eucariote deriverebbero da antichi procarioti introdottisi in cellule di dimensioni superiori. Questi batteri avrebbero dato origine ad un rapporto di simbiosi i cui la cellula più grande avrebbe fornito molecole più grandi e Sali minerali mentre i batteri avrebbero fornito energia e, se fotosintetici, anche molecole organiche.

15 Cellule con involucro nucleare,cromosomi complessi e organelli circondati da membrane come i mitocondri (respirazione), i cloroplasti (fotosintesi) L’incremento di ossigeno libero fu accompagnato dalla comparsa delle prime cellule eucariote I reperti fossili confermano che l’incremento 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 (siti della respirazione) e i cloroplasti (siti della fotosintesi). Gli organismi eucarioti sono formati da cellule più grandi e comparvero circa 1,5 milioni di anni fa

16 A eccezione degli archea(batteri estremofili) tutti gli organismi sono formati da una o più cellule eucariote. Gli organismi eucariotici comparvero circa 1,5 miliardi di anni fa affermandosi e diversificandosi 1 miliardo di anni fa. Le cellule di questi organismi sono solitamente molto più grandi di quelle dei batteri. Tutti gli organismi ad eccezione degli archea e dei batteri sono formati da una o più cellule eucariote.

17 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. All’inizio della storia evolutiva, gli organismi fotosintetici più diffusi erano minuscole cellule fluttuanti sotto la superficie delle acque illuminate dal sole. Come abbiamo visto ben presto queste acque si impoverirono rapidamente di risorse minerali e in conseguenza di ciò la vita incominciò a svilupparsi in modo più abbondante sulle coste. Le coste rocciose rappresentavano un ambiente più ostile rispetto al mare aperto e, in risposta a questa pressione evolutiva, gli organismi divennero gradualmente più complessi e diversificati. Circa 650 milioni di anni fa si svilupparono organismi nei quali molte cellule si unirono per formare un corpo pluricellulare.

18 Sebbene tutti gli organismi siano costituiti da cellule, esiste un’incredibile varietà di forme viventi. La specie umana condivide la terra con circa 5 milioni di differenti specie di organismi Questi organismi vennero raggruppati all’inizio in base a criteri che sottolineavano modelli di somiglianze o differenze. Tutti gli organismi sono costituiti da cellule, tuttavia esiste una varietà incredibile di forme viventi. La specie umana condivide il pianeta con almeno 5 milioni di specie di organismi differenti sebbene il numero reale potrebbe essere molto maggiore. Questi diversi organismi presentano una grande varietà nell’organizzazione delle loro strutture, nelle modalità di riproduzione, di crescita, di sviluppo e nel loro comportamento. Analizzando queste differenze e sottolineando le affinità tra essi si è riusciti a raggruppare gli organismi viventi secondo criteri che rivelano non solo somiglianze e differenze ma anche relazioni evolutive tra diversi gruppi.

19 Classificare è un’esigenza fondamentale dell’uomo
Classificare è un’esigenza fondamentale dell’uomo. Significa ordinare un insieme eterogeneo raggruppando i suoi elementi in categorie simili. Generalmente si inizia coll’individuare una unità elementare comune .In botanica e zoologia questa è “la specie” La classificazione è un’esigenza naturale dell’uomo ed è il modo in cui si studia la varietà del mondo naturale. Classificare significa ordinare all’interno di un insieme eterogeneo, formato cioè da elementi simili per caratteristiche, raggruppando gli elementi in categorie più o meno omogenee, cioè simili tra loro. Normalmente si procede individuando una unità elementare che nel nostro caso in botanica e in zoologia è la specie.

20 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 In primo luogo la specie non è da intendersi come un’entità fissa ed inamovibile ma viene considerata un soggetto in continuo mutamento, osservato in una precisa fase della sua evoluzione. Per le piante le cose appaiono ulteriormente complicate, la loro grande adattabilità agli ambienti ci permette di parlare di biodiversità e di cloni. Concludendo in botanica la specie si basa su caratteri esterni, forma delle foglie, presenza o meno del fusto, delle radici, tipo di riproduzione, presenza di fiore, frutto, ecc. ed individua un insieme di soggetti simili per caratteri genetici riproducibili detta morfospecie.

21 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? Uno dei primi crucci di Linneo fu quello di dare il nome ad ogni specie. Questa cosa di per sé così semplice ci da la possibilità di ricevere dal nome una notevole quantità di informazioni specifiche sulla specie, ad esempio se è commestibile, tossica, più o meno utile e trasmettere per mezzo di esso informazioni sulla specie ad altri, ad esempio i risultati di una ricerca. Purtroppo i nomi comuni risultano spesso imprecisi ed hanno una notevole variabilità da zona a zona; potrebbero risultare funzionali per le specie coltivate ma come poterli utilizzare per le specie spontanee?

22 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 dell’autore Questo metodo venne codificato dal naturalista svedese Carlo Linneo (Carl von Linnè) Ci rendiamo conto quindi che dopo una definizione così precisa della specie dobbiamo assegnarle un nome altrettanto preciso visto che il suo valore scaturisce anche da questo. La precisione massima si ha usando il nome scientifico che riesce con la massima precisione ad individuare la specie. È formato da un binomio seguito dal nome dell’autore in forma estesa o abbreviata, cioè colui che per primo ha descritto validamente e dato un nome a quella specie. Il metodo venne codificato dal grande naturalista svedese Carlo Linneo e fu chiamato nomenclatura binomia.

23 L’ambizione 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 un’opera in due volumi ”Species Plantorum” (dal latino- le specie delle piante) Nell’opera descriveva ogni specie di piante in lingua latina per mezzo di una piccola frase utilizzando al massimo 12 parole detta POLINOMIO L’ambizione massima di Linneo era quella di dare un nome a tutte le specie note di piante, animali e minerali, fornendo una descrizione sommaria. Nel 1753 pubblicò un’opera in due volumi dal titolo “Species plantorum” cioè le specie delle piante nella quale era descritta ogni specie in latino utilizzando una frase al massimo con 12 parole. Egli considerò queste frasi dette polinomi come i nomi più appropriati della specie.

24 NOMENCLATURA BINOMIALE
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 (l’epiteto 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 Ben presto si accorse che una descrizione così lunga aveva delle problematiche per cui dapprima scrisse a margine dei suoi libri, a fianco di ogni polinomio una parola singola, che diverrà in seguito l’epiteto scientifico, che combinata con la prima parola del polinomio il genere, formava una precisa e breve descrizione della specie il binomio appunto.

25 Linneo scrisse a fianco la parola:“Cataria” associata ai gatti.
Ecco qui riprodotto la gattaia o erba gatta Essa era così descritta nell’opera 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 chiamarla “Nepeta cataria” Facciamo un esempio: la nepeta ra formalmente descritta dal polinomio di Linneo come : Nepeta floribus interrupta spicatum pedunculatis (nepeta con i fiori in una spiga peduncolata interrotta) Linneo scrisse a fianco la parola cataria (associata ai gatti, caratteristica ben nota della pianta) egli cominciò quindi a chiamarla nepeta cataria. :Questa pianta è la preferita dai gatti, che amano annusare, calpestare, rotolare e persino masticare; si può far crescere sia in vaso che in giardino. Il sistema binomiale risultò ben presto più conveniente del polinomiale. Le regole che governano i nomi scientifici sono raccolte nel codice internazionale di nomenclatura botanica.

26 La convenienza di questo sistema era ovvia e ben presto rinpiazzò del tutto la polinomia
Quindi il nome di una specie consiste nel genere più l’epiteto scientifico. Quest’ultimo può essere comune a più specie, quindi per essere valido deve sempre essere preceduto dal nome o dalla lettera iniziale del genere. Formalmente essi vengono scritti in corsivo nella stampa o sottolineati se scritti a mano. L’epiteto scientifico è privo di senso se scritto da solo.

27 il genere è sempre Maiuscolo e l’epiteto minuscolo
I nomi sono oggi tutti raccolti nel Codice Internazionale di Nomenclatura Botanica Alcune regole della nomenclatura: il genere è sempre Maiuscolo e l’epiteto minuscolo Sono in corsivo nella stampa o sottolineati nella scrittura Sono seguiti dal nome dell’autore o dalla sua abbreviazione Il genere è sempre maiuscolo e l’epiteto minuscolo, sono sempre seguiti dal nome dello scopritore che come abbiamo già detto può essere abbreviato con la prima lettera maiuscola del nome. Può accadere che una specie venga collocata nel genere sbagliato, ed in seguito trasferita, in questo caso l’epiteto scientifico si muove con essa nel nuovo genere. Se in quest’ultimo esiste già una specie con quello stesso epiteto si dovrà per forza trovarne uno alternativo.

28 È utilizzato per le comparazioni con altri campioni
Per ogni specie esiste un esemplare tipo. Secco. Custodito in un museo o un erbario. È utilizzato per le comparazioni con altri campioni Ogni specie ha un esemplare tipo, cioè un campione secco custodito in un museo o in un erbario designato dall’autore del nome alla specie. Quest’esemplare viene utilizzato come base per la comparazione con altri campioni allo scopo di determinare l’appartenenza o meno di essi alla stessa specie. Nella foto è riportato un esemplare di potandrogine formosa una pianta angiosperma che cresce in Costarica e nello stato di Panama. Quest’esemplare è stato raccolto da Theodore S. Cochrane e descritto in un lòavoro pubblicato sulla rivista Britonnia (vol. 30 pagg pubblicato nel 1978).

29 Alcune specie sono state suddivise in due o più sottospecie o varietà
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 Alcune specie possono essere suddivise in due o più sottospecie altrimenti dette varietà. Tutti i componenti di una sottospecie o varietà si somigliano condividendo una o più caratteristiche che non sono presenti in altre varietà della stessa specie. Come conseguenza si è dovuto aggiungere al binomio una terza parola, la varietà appunto. Nella foto sono riportati delle pesche, frutti di alberi appartenenti alla specie prunus persica ma mentre quelli a destra appartengono alla varietà persica caratterizzati dalla polpa bianca, quelli a sinistra con polpa gialla e senza peluria sulla buccia, appartengono alla varietà nectarine

30 All’inizio della sistematica le cose terrestri vennero catalogate in tre grandi regni:
Piante Animali Minerali Linneo e gli studiosi precedenti, come abbiamo visto, riconoscevano tutte le cose terrestri catalogabili in 3 grandi regni: piante, animali, minerali.

31 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 Il regno era cioè l’unità più ampia utilizzata nelle classificazioni biologiche. In seguito vennero aggiunte altre categorie tra regno e genere dando vita alla tassonomia, vediamo insieme queste nuove categorie

32 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 I generi sono stati raggruppati in famiglie, queste ultime in ordini e gli ordini in classi. Infine il botanico franco-svizzero Augustine-Piranus de Condolse ( ), autore tra l’altro della parola tassonomia, aggiunse a quelli già descritti la divisione con lo scopo di designare gruppi di classi del regno vegetale. La divisione divenne quindi la categoria più ampia del regno vegetale. In questo sistema gerarchico un gruppo tassonomico di qualsiasi livello (genere, classe, ecc.) viene definito taxon al plurale taxa ed il livello ove viene collocato categoria. Tornando all’esempio delle pesche genere e specie sono categorie mentre prunus sono taxa all’interno di questa categoria.

33 Esistono delle regole per riconoscere più facilmente i vari taxa:
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 Infine nel 1993 mentre era in corso il XV congresso internazionale di botanica i componenti del codice internazionale di nomenclatura botanica inserirono il termine phylum al plurale phyla equivalente alla divisione. Esistono delle regole fisse nella formulazione dei nomi per i diversi taxa allo scopo di renderli più facilmente riconoscibili. Le famiglie vegetali hanno la terminazione in –aceae salvo pochissime eccezioni e spesso per esse restano valide le vecchie dizioni come nel caso delle fabaceae (leguminosae), le apiacee (umbrelliferae), le asteracee (compositae) ecc. gli ordini terminano invece in -ales

34 La specie : salvia officinalis Il genere : salvia
La famiglia : labiate L’ordine : tubiflore La classe : dicotiledone Il phylum : spermatofite Il regno : vegetale Vediamo insieme le informazioni che ci danno in questo modo i vari taxa

35 Ricapitolando per una classificazione biologica dobbiamo definire il regno
Phylum Classe Ordine Famiglia Genere Specie Per essere pù precisi dovremmo infine aggiungere la varietà.

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37 La tassonomia è soltanto uno degli aspetti della sistematica.
Dopo la pubblicazione dell’opera di Darwin nel 1859 (“l’Origine 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

38 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 l’origine di una somiglianza o di una differenza. Infatti possono ambedue derivare da discendenza (da un antenato in comune) sia dall’adattamento all’ambiente di specie diverse.

39 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

40 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 all’importanza dei vari fattori presi in esame.

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

42 Il risultato di un’analisi cladistica è il cladogramma
E’ possibile verificare la nostra ipotesi aggiungendo informazioni su di esso

43 L’avvento 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

44 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.

45 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)

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

47 L’analisi delle sub-unità di RNA ribosomiale ha fornito l’evidenza 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

48 Ecco l’immagine 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.

49 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

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51 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 l’aumento delle conoscenze sulle caratteristiche e la biologia delle diverse forme di vita, questa distinzione si è rivelata del tutto insufficiente La sistematica è lo studio scientifico della diversità biologica e comprende la tassonomia, cioè l’identificazione, l’attribuzione di un nome e la classificazione della specie e la filogenesi, cioè la comprensione delle relazioni evolutive tra gli organismi . Per Linneo l’obiettivo della tassonomia era rivelare il disegno grandioso ed immutabile della creazione. Dopo la pubblicazione dell’opera di Darwin “L’origine della specie” nel 1859, le differenze e le somiglianze tra i vari organismi cominciarono ad apparire come prodotti della loro storia evolutiva o filogenesi.

52 muschi e organismi affini(BRIOFITE);
Dalla vecchia divisione in due soli regni deriva l’abitudine 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) I rapporti evolutivi tra gli organismi sono stati spesso rappresentati come alberi filogenetici, che illustrano le relazioni genealogiche tra i taxa (gruppo tassonomico) come ipotizzate da un certo studioso. Anche queste ipotesi possono essere sottoposte per alcuni aspetti a verifiche e se necessario riviste. In uno schema di classificazione ogni taxon è idealmente monofiletico, significa che tutti i membri a qualsiasi livello gerarchico (un genere, una famiglia o un ordine) devono tutti discendere da una singola specie comune.