Pianta

4

Evoluzione

I primi organismi fotosintetici di cui ci sia pervenuta testimonianza fossile sono organismi unicellulari procarioti risalenti a circa 3,4 miliardi di anni fa. Questi antichissimi antenati delle piante, con la loro attività fotosintetica, iniziarono ad arricchire l’atmosfera primordiale di ossigeno gassoso, permettendo l’ulteriore evoluzione dei viventi: fu così che si svilupparono dapprima forme unicellulari eucariote (circa 1,5 miliardi di anni fa) e poi le prime alghe pluricellulari (circa 700 milioni di anni fa).

Le piante che oggi ricoprono la superficie terrestre trassero origine da un gruppo di alghe verdi pluricellulari che colonizzò le terre emerse circa 450 milioni di anni fa. La derivazione delle piante dalle alghe verdi è testimoniata da diverse caratteristiche strutturali, biochimiche e fisiologiche comuni: le piante e le alghe verdi, infatti, possiedono gli stessi pigmenti fotosintetici (clorofilla a e b e carotenoidi), immagazzinano entrambe le sostanze di riserva sotto forma di amido, possiedono pareti cellulari costituite prevalentemente di cellulosa, e presentano affinità nel processo di divisione cellulare (mitosi).

Le prime piante terrestri dipendevano ancora fortemente dalla presenza di acqua nell’ambiente: come le attuali briofite, mancavano di un sistema interno di conduzione dell’acqua, e quindi erano costrette ad assumere questo importantissimo elemento assorbendolo direttamente dall’ambiente, attraverso la membrana delle cellule superficiali. Inoltre, la fecondazione richiedeva (e richiede nei moderni muschi ed epatiche) la presenza di acqua affinché il gamete maschile raggiungesse quello femminile. Circa 430 milioni di anni fa, da un gruppo di briofite si staccarono le prime piante dotate di un sistema vascolare (tracheofite). La capacità di trasportare acqua e soluti in un apposito sistema vascolare le liberò dalla dipendenza dall’acqua di superficie e rese possibile la colonizzazione dei più svariati habitat terrestri del pianeta.

L’ultima grande innovazione che permise l’affermazione delle piante sulle terre emerse fu lo sviluppo del seme, una struttura di resistenza che garantisce la dispersione della pianta nell’ambiente e la sua conservazione in caso di condizioni sfavorevoli. Le piante dotate di seme (spermatofite) si originarono alla fine del Paleozoico da un gruppo di piante, dette progimnosperme, che presentavano caratteristiche intermedie tra quelle delle crittogame (piante prive di seme) trimerofite e quelle delle gimnosperme (una delle due divisioni delle piante con seme).

5

Classificazione

Le circa 260.000 specie vegetali conosciute si suddividono in due grandi gruppi: le briofite, o piante non vascolari, comprendenti un unico phylum omonimo, e le tracheofite, o piante vascolari, comprendenti nove divisioni con rappresentanti viventi e altre divisioni estinte. La distinzione è fatta sulla base della presenza o meno di tessuti specializzati per il trasporto dell’acqua e delle sostanze nutritive alle diverse parti della pianta: le briofite, a differenza delle tracheofite, ne sono prive.

5.1

Divisione Briophyta (briofite)

Le briofite comprendono circa 16.000 specie, suddivise nelle classi delle epatiche e dei muschi. Il loro ciclo riproduttivo è caratterizzato da un’alternanza di generazioni evidente, in cui una generazione asessuata diploide, lo sporofito, si alterna a una generazione sessuata aploide, il gametofito, che si riproduce tramite l’unione dei gameti di sesso opposto. Lo sporofito è totalmente dipendente dal gametofito, dominante sia per dimensioni che per durata di vita. Poiché le briofite sono prive di un sistema vascolare e la loro fecondazione può avvenire solo in presenza d’acqua, tendono ad avere dimensioni modeste e a crescere in luoghi umidi e rugiadosi. Fanno eccezione alcune specie che, in circostanze favorevoli, raggiungono dimensioni notevoli, e altre che vivono adattate all’ambiente arido del deserto.

5.2

Tracheofite o piante vascolari

Tutte le altre piante del regno vegetale, dette complessivamente tracheofite, sono dotate di un sistema vascolare specializzato per il trasporto di acqua, sali minerali e sostanze nutritive. Esistono due tipi di tessuto vascolare: lo xilema, che trasporta l’acqua, i sali minerali e le altre sostanze inorganiche dal terreno al fusto e alle foglie, e il floema, che conduce le sostanze nutritive organiche prodotte dalle foglie verso il fusto, le radici e gli organi di riserva e riproduttivi. Oltre che per la presenza del tessuto vascolare, le tracheofite si distinguono dalle briofite per il fatto che l’alternanza di generazioni, benché sempre presente, non è evidente come nelle briofite; la generazione asessuata, infatti (sporofito), ha preso il sopravvento su quella sessuata (gametofito), assumendo dimensioni maggiori e rendendosi indipendente dal gametofito.

5.3

Crittogame vascolari

Nell’ambito delle tracheofite si distingue ulteriormente tra piante a seme (spermatofite) e piante non a seme (crittogame). Di queste ultime fanno parte diverse divisioni ormai estinte; oggi, gli unici gruppi di crittogame vascolari che vantino rappresentanti viventi sono, oltre alle felci (pterofite), le psillofite, le licofite (licopodi) e le sfenofite (equiseti).