Plantae

Le piante sono uno dei sei grandi gruppi (regni) di esseri viventi. Sono eucarioti autotrofici, il che significa che hanno cellule complesse e si nutrono da sole. Di solito non possono muoversi (senza contare la crescita).

Le piante includono tipi familiari come alberi, erbe, cespugli, erbe, viti, felci, muschi e alghe verdi. Lo studio scientifico delle piante, noto come botanica, ha identificato circa 350.000 specie di piante (viventi) esistenti. Funghi e alghe non verdi non sono classificati come piante.

La maggior parte delle piante cresce nel terreno, con steli in aria e radici sotto la superficie. Alcune galleggiano sull'acqua. La parte radicale assorbe l'acqua e alcune sostanze nutritive di cui la pianta ha bisogno per vivere e crescere. Questi si arrampicano sul fusto e raggiungono le foglie. L'evaporazione dell'acqua dai pori delle foglie tira l'acqua attraverso la pianta. Questo è chiamato traspirazione.

Una pianta ha bisogno di luce solare, anidride carbonica, minerali e acqua per produrre cibo attraverso la fotosintesi. Una sostanza verde nelle piante chiamata clorofilla intrappola l'energia del sole necessaria per produrre cibo. La clorofilla si trova principalmente nelle foglie, all'interno di plastidi, che sono all'interno delle cellule fogliari. La foglia può essere pensata come una fabbrica di cibo. Le foglie delle piante variano per forma e dimensioni, ma sono sempre l'organo vegetale più adatto a catturare l'energia solare. Una volta che il cibo è fatto nella foglia, viene trasportato alle altre parti della pianta come steli e radici.

La parola "pianta" può anche significare l'azione di mettere qualcosa nel terreno. Per esempio, gli agricoltori piantano i semi nei campi.

La fotosintesi è un processo che avviene attraverso le foglie sulla pianta. Le foglie sono le uniche parti di una pianta che possono fare questo processo (come si sono adattate). Si può rendere il processo più veloce aggiungendo più CO2, luce e clorofilla.

Foglie verdi e fiori gialli di una pianta di giunchiglia
Foglie verdi e fiori gialli di una pianta di giunchiglia

Tipi di piante

Alghe verdi:

Piante terrestri (embriofite)

  • Piante non vascolari (briofite):
    • Liverworts
    • Muschi
    • Hornworts
    • †Corneoftopsida
  • Piante vascolari (tracheofite)
    • Lycopodiophyta-clubmosses
    • Pteridofita: le felci
      • Pteridopsida: le tipiche felci
      • Sphenopsida: gli equiseti
      • Marattiopsida: un gruppo divergente di felci
      • Psilotopsida: gruppo gemello a tutte le altre felci
    • †Riniofitta-riniofite
    • †Zosterofillofilia-zosterofille
    • †Trimerofitofiti-trimerofite
    • †Proginnospermafilia
    • Piante da seme (spermatofite)
      • †Pteridospermatofita: le felci da seme
      • Pinophyta: le conifere
      • Cycadophyta: le cicadee
      • Ginkgophyta: il ginkgos
      • Gnetophyta: gruppo gemello alle Angiosperme
      • Magnoliofite o Angiosperme (piante da fiore)
  • †Nematofiti

La fabbrica alimentare della fabbrica

Almeno alcune cellule vegetali contengono organuli fotosintetici (plastidi) che permettono loro di produrre cibo per se stessi. Con la luce del sole, l'acqua e l'anidride carbonica, i plastidi producono zuccheri, le molecole di base necessarie alla pianta. L'ossigeno libero (O2) viene prodotto come sottoprodotto della fotosintesi.

Più tardi, nel citoplasma cellulare, gli zuccheri possono essere trasformati in aminoacidi per le proteine, in nucleotidi per il DNA e l'RNA e in carboidrati come l'amido. Questo processo ha bisogno di alcuni minerali: azoto, potassio, fosforo, ferro e magnesio.

Nutrienti per le piante

La nutrizione delle piante è lo studio degli elementi chimici necessari per la crescita delle piante.

Macronutrienti:

  • N = Azoto (carboidrati)
  • P = Fosforo (ATP e ciclo energetico)
  • K = Potassio (regolazione dell'acqua)
  • Ca = Calcio (trasporto di altre sostanze nutritive)
  • Mg = Magnesio (enzimi)
  • S = Zolfo (alcuni aminoacidi)
  • Si = Silicio (pareti cellulari)

Micronutrienti (oligoelementi) includono:

  • Cl = Cloro (osmosi e bilancio ionico)
  • Fe = Ferro (fotosintesi e co-fattore enzimatico)
  • B = Boro (trasporto dello zucchero e divisione cellulare)
  • Mn = Manganese (cloroplasti da costruzione)
  • Na = Sodio (vari)
  • Zn = Zinco (molti enzimi)
  • Cu = Rame (fotosintesi)
  • Ni= Nichel (un enzima)
  • Mo = Molibdeno (co-fattori enzimatici)
Cloroplasti visibili nelle cellule di Plagiomnium affine
Cloroplasti visibili nelle cellule di Plagiomnium affine

Radici

Le radici delle piante svolgono due funzioni principali. In primo luogo, ancorano la pianta al suolo. In secondo luogo, assorbono acqua e varie sostanze nutritive disciolte in acqua dal terreno. Le piante usano l'acqua per produrre cibo. L'acqua fornisce alla pianta anche un supporto. Le piante che mancano d'acqua diventano molto zoppicanti e i loro steli non riescono a sostenere le foglie. Le piante specializzate nelle zone desertiche sono chiamate xerofite o freatofite, a seconda del tipo di crescita delle radici.

L'acqua viene trasportata dalle radici al resto della pianta attraverso appositi vasi nella pianta. Quando l'acqua raggiunge le foglie, una parte di essa evapora nell'aria. Molte piante hanno bisogno dell'aiuto dei funghi per far funzionare correttamente le loro radici. Questa simbiosi pianta/fungo è chiamata micorriza. I batteri rizobiosi nei noduli delle radici aiutano alcune piante ad ottenere l'azoto.

Riproduzione di piante da fiore

Fiori e impollinazione

I fiori sono l'organo riproduttivo solo delle piante da fiore (Angiosperme). I petali di un fiore sono spesso colorati e profumati per attirare insetti e altri impollinatori. Lo stame è la parte maschile della pianta. È composto dal filamento (un gambo) che contiene l'antera, che produce il polline. Il polline è necessario alle piante per produrre i semi. Il carpello è la parte femminile del fiore. La parte superiore del carpello contiene lo stigma. Lo stigma è il collo del carpello. L'ovaio è la parte gonfia nella parte inferiore del carpello. L'ovaia produce i semi. Il sepalo è una foglia che protegge un fiore come gemma.

Il processo attraverso il quale il polline viene trasferito da un fiore all'altro si chiama impollinazione. Questo trasferimento può avvenire in modi diversi. Gli insetti come le api sono attratti dai fiori luminosi e profumati. Quando le api vanno nel fiore per raccogliere il nettare, il polline spigoloso si attacca alle loro zampe posteriori. Lo stigma appiccicoso su un altro fiore cattura il polline quando l'ape atterra o vola nelle sue vicinanze.

Alcuni fiori usano il vento per trasportare il polline. I loro stami penzolanti producono molto polline che è abbastanza leggero da essere trasportato dal vento. I loro fiori sono di solito piccoli e non molto colorati. Gli stimmi di questi fiori sono piumosi e pendono all'esterno del fiore per catturare il polline mentre cade.

Seme viaggiatori

Una pianta produce molte spore o semi. Piante inferiori come muschio e felci producono spore. Le piante da seme sono le Gimnosperme e le Angiosperme. Se tutti i semi cadessero a terra oltre alla pianta, l'area potrebbe diventare sovraffollata. Potrebbe non esserci abbastanza acqua e minerali per tutti i semi. I semi di solito hanno un modo per raggiungere nuovi posti. Alcuni semi possono essere dispersi dal vento o dall'acqua. I semi all'interno di frutti succosi vengono dispersi dopo essere stati mangiati. A volte i semi si attaccano agli animali e si disperdono in questo modo.

Fossili

La questione dei primi fossili di piante dipende da cosa si intende con la parola "pianta".

  1. Se per piante intendiamo fototrofi che utilizzano la clorofilla, allora i cianobatteri nelle stromatoliti sono i primi fossili, 3.450 milioni di anni fa (mya) nell'eone arcaico. La notevole precisione è possibile perché i fossili sono stati inseriti tra colate laviche che potrebbero essere datate con precisione da cristalli di zircone incastonati.
  2. Se per piante includiamo tutti i tipi di alghe, allora le prime alghe rosse conosciute sono vissute 1,6 miliardi di anni fa. Di recente ne sono stati trovati fossili in India.
  3. Se per piante intendiamo le piante verdi, Viridiplantae, allora i primi fossili sono alghe verdi. Questa è probabilmente la posizione di maggioranza tra i botanici professionisti. Ci sono prove convincenti per la monofilia delle alghe verdi charophyte e degli embriofiti. Ci sono ancora due scelte:
    1. Gli Acritarchs (un gruppo di microfossili a parete organica) possono essere cisti riproduttive di alghe verdi. Se è così, sono presenti nell'era neoproterozoica, 1000 mya.
    2. Altrimenti, c'è un grande aumento delle alghe planctoniche intorno ai 540 mya nel periodo cambriano.
  4. Se per piante intendiamo le piante di terra, i primi fossili sono nel Siluriano.

Dal Siluriano si conservano fossili di piante intere, tra cui il licofita Baragwanathia. Dal Devoniano sono stati trovati dettagliati fossili di riniofite. I primi fossili di queste piante antiche mostrano le singole cellule all'interno del tessuto vegetale. Il periodo devoniano ha visto anche l'evoluzione del primo albero del record fossile, Wattezia. Questo albero simile a felce aveva un tronco con fronde, e produceva spore.

Le misure di carbone sono una fonte importante di fossili di piante paleozoiche, con molti gruppi di piante esistenti in questo momento. I cumuli di bottino delle miniere di carbone sono i luoghi migliori per la raccolta; il carbone stesso è il resto delle piante fossilizzate, anche se i dettagli strutturali dei fossili delle piante sono raramente visibili nel carbone. Nella Fossil Forest del Victoria Park di Glasgow i ceppi degli alberi di Lepidodendron si trovano nelle loro posizioni originarie di crescita.

Pianta filogenetica albero, che mostra i clades principali e i gruppi tradizionali. I gruppi monofiletici sono in nero e i parafiletici in blu. Diagramma secondo l'origine simbiogenetica delle cellule vegetali, e filogenesi delle alghe, briofite, piante vascolari, e piante da fiore.
Pianta filogenetica albero, che mostra i clades principali e i gruppi tradizionali. I gruppi monofiletici sono in nero e i parafiletici in blu. Diagramma secondo l'origine simbiogenetica delle cellule vegetali, e filogenesi delle alghe, briofite, piante vascolari, e piante da fiore.

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