Spermatofite (piante da seme): definizione, gruppi e evoluzione

Spermatofite: guida completa alle piante da seme — definizione, gruppi (ginnosperme, angiosperme, Cycads, Ginkgo, conifere) ed evoluzione dalla preistoria a oggi.

Le piante da seme sono un gruppo di piante. Le ginnosperme e le angiosperme formano il gruppo. I loro semi hanno tre parti: (1) un embrione, (2) una fornitura di nutrienti per l'embrione, e (3) un mantello di semi. Essi sono anche chiamati spermatofite o fanerogame. Le piante da seme dominano quasi tutti gli ambienti sulla terraferma.

Caratteristiche principali

Le spermatofite sono caratterizzate da alcune innovazioni evolutive fondamentali che hanno favorito il loro successo sulla terraferma:

• Il seme, che protegge e nutre l'embrione rendendo possibile la dispersione e la sopravvivenza in condizioni avverse.
• Il polline, che contiene il gametofito maschile (ridotto) e permette la fecondazione senza la necessità di acqua libera per lo spostamento dei gameti.
• Un ciclo vitale con alternanza di generazioni in cui lo sporofito (la pianta che vediamo) è dominante e il gametofito è molto ridotto e spesso dipendente dallo sporofito.
• Tessuti vascolari ben sviluppati (xilema e floema) e, in molti gruppi, la presenza di legno (secondario) che supporta grandi dimensioni.

Struttura del seme

Un seme tipico comprende tre componenti principali:

• Embrione: il nuovo individuo in sviluppo, risultato della fecondazione.
• Tessuto nutritivo: riserva di sostanze (amido, oli, proteine) che sostiene l'embrione durante la germinazione. Nelle angiosperme questo tessuto è spesso l'endosperma, che può avere origine triploide a seguito della doppia fecondazione.
• Tegumento o involucro del seme: strato esterno che protegge il seme da danni e disidratazione e può favorire la dispersione (esempio: ali nei semi di alcune conifere, involucri carnosi che attirano animali nelle angiosperme).

Riproduzione e ciclo vitale in breve

Nelle piante da seme lo sporofito è la fase dominante. Il gametofito maschile è ridotto al granulo di polline, che viene trasportato (da vento o animali) fino all'ovulo. L'ovulo contiene il gametofito femminile e, dopo la fecondazione, si sviluppa nel seme. Nelle ginnosperme l'ovulo è esposto (da qui il termine "gimno" = nudo), mentre nelle angiosperme l'ovulo è racchiuso nell'ovario che diventerà un frutto.

Gruppi viventi

Gli spermatofiti viventi formano cinque gruppi principali, elencati qui con alcune note aggiuntive:

• Cycads, un gruppo di piante subtropicali e tropicali con una grande corona di foglie composte e un tronco robusto
• Ginkgo, una singola specie vivente di albero
• Conifere, conifere, conifere e arbusti
• Gnetophyta, piante legnose dei generi Gnetum, Welwitschia ed Efedra
• Angiosperme, le piante da fiore, un grande gruppo che comprende molte piante familiari in una grande varietà di habitat

Brevi note sui gruppi: le cicadi sono antiche e spesso simili a palme nel portamento; Ginkgo è rappresentato principalmente dal fossile vivente Ginkgo biloba; le conifere comprendono pini, abeti, cipressi, sequoie e molti alberi da legno importanti; le gnetofite sono un piccolo gruppo eterogeneo con caratteristiche particolari; le angiosperme sono il gruppo più ricco di specie e includono piante coltivate, alberi da frutto, erbe e molte piante ornamentali.

Evoluzione e registro fossile

I semi compaiono nel registro fossile nel Devoniano superiore e rappresentano una svolta evolutiva che ha permesso alle piante di colonizzare ambienti più asciutti. Tra i primi gruppi di piante da seme ci furono le cosiddette "felci da seme" (Pteridospermatophyta), che costituiscono importanti elementi delle foreste paleozoiche. Le foreste dominate da felci da seme erano particolarmente diffuse nel Permiano.

Un genere particolarmente rilevante è il Glossopteris, un albero comune nell'antico supercontinente meridionale del Gondwana durante il Permiano. Con il passare del tempo, molte felci da seme declinarono: nel Triassico molte di esse erano ormai rare o scomparse, mentre gruppi di gimnosperme moderni si diffusero ampiamente nel Mesozoico. Le gimnosperme furono dominanti per gran parte del Mesozoico; le angiosperme iniziarono una rapida radiazione nel Cretaceo superiore e da allora hanno continuato a diversificarsi, diventando il gruppo vegetale dominante in molti ecosistemi terrestri.

Ruolo ecologico ed economico

Le piante da seme sono essenziali per gli ecosistemi terrestri: formano foreste, forniscono habitat e risorse alimentari per moltissimi organismi e partecipano a cicli biogeochimici. Per l'uomo hanno un'importanza enorme: molte colture alimentari, piante da fibra, legname, piante medicinali e ornamentali sono angiosperme o gimnosperme. Inoltre, la diversità delle strategie di dispersione dei semi (vento, acqua, animali) ha permesso alle spermatofite di occupare praticamente tutti gli habitat terrestri, dalle tundre alpine alle foreste pluviali tropicali.

Osservazioni conclusive

Grazie all'innovazione del seme e al progressivo processo di riduzione del gametofito, le spermatofite hanno avuto un successo evolutivo straordinario. Comprendere la loro biologia, evoluzione e storia fossile aiuta a spiegare la struttura delle comunità vegetali attuali e il funzionamento degli ecosistemi terrestri.

Domande e risposte

D: Che cos'è una pianta da seme?

D: Quali ambienti dominano le piante da seme?

D: Quanti gruppi viventi di spermatofite esistono?

D: Che tipo di piante erano comuni nel periodo Permiano?

D: Che cos'era la Glossopteris?

D: Quando si sono irradiate le angiosperme?

D: Le angiosperme sono ancora dominanti oggi?

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