Plantae
Esistono molte specie di vegetali sul nostro pianeta ma non tutte sono piante.
Un vegetale è un organismo autotrofo che ha la straordinaria capacità di utilizzare elementi molto semplici come luce, acqua e anidride carbonica per fabbricare quei composti, gli zuccheri, che vengono utilizzati sia come fonte di energia sia per costruire le varie strutture che lo compongono.
Appartengono a questa categoria gli organismi più disparati, dalle alghe unicellulari alle più alte sequoie, dalle fronde lunghe più di 10 metri del' fucusalle eleganti orchidee. E' un mondo straordinario quello dei vegetali per la molteplicità di forme e di adattamenti ai vari ambienti e in questo le piante offrono le maggiori sorprese. Ma cos'è una pianta? Cosa diversifica una poseidonia (alga marina) da una felce o un melo? non esiste una definizione compiuta ma è possibile elencare alcune delle caratteristiche salienti che le caratterizzano:
- organismi pluricellulari;
- costituiti da cellule eucariote;
- fotoautotrofi (tramite il processo di fotosintesi clorofilliana);
- possiedo pareti cellulari costituite in buona parte da cellulosa;
- hanno una struttura più ho meno complessa costituita da tessuti e apparati specializzati.
Esiste tuttavia una gruppo di piante che non rientrano pienamente tra le caratteristiche sopra citate: le briofite, i cui maggiori rappresentanti sono i muschi. Queste piccole piante dall'aspetto gracile e insignificante sono in realtà le progenitrici di tutte le piante superiori. Esse infatti discendono da antiche alghe che, trovandosi al limite della marea di antiche coste, si sono viste costrette a sviluppare sistemi di sopravvivenza per resistere all'essiccazione dei loro tessuti ed è così che, con l'evoluzione, si sono sviluppati vegetali con una cuticola cerosa a difesa di quelle cellule che sono a contatto diretto con l'aria; così, questi vegetali, ebbero la possibilità di vivere per un certo periodo fuori dall'elemento liquido senza interrompere l'attività metabolica e morire.
Come siano andate esattamente le cose non si sa con certezza, vista anche la difficoltà di reperire reperti fossili di piante dell'epoca così effimere come i muschi. Ciò nonostante probabilmente le cose andarono così:
Le prime briofite dovevano apparire come le attuali epatiche, ossia costituite da corpi tallosi (cioè con cellule pressoché tutte uguali e senza una vera specializzazione) che si sviluppavano orizzontalmente sulle rocce innalzandosi per pochissimi centimetri solo al momento della riproduzione. Questo tipo di briofite sono estremamente legate agli ambienti umidi e ombrosi e già con poche ore al sole o con un drastico abbassamento di umidità possono andare in contro a disidratazione e morte.
Il passo successivo sono stati i muschi veri e propri.
Questi sono più complessi delle epatiche ma rimangono comunque legati agli ambienti umidi, soprattutto nel periodo della riproduzione. Buona parte di questi appaiono come alberelli in miniatura con foglioline di varie forme e un fusticino che si può elevare anche per alcuni decimetri da terra. In realtà, anche queste piantine non posseggono dei veri tessuti come le radici ma dei rizoidi (cioè simile a radice) che hanno il compito di fissare la pianta al substrato e di trattenere l'acqua come una spugna. Essi però, non hanno una vera funzione di assorbimento; infatti, l'assorbimento dell'acqua e delle sostanze nutritive, viene effettuato da tutte le parti della pianta (comprese le foglioline) che, come una spugna, assorbono e immagazzinano all'interno delle cellule l'acqua e i sali minerali necessari ai vari processi vitali. Così come sono rapide ad assorbire altrettanto lo sono nel perdere acqua; per ovviare a ciò, molte specie hanno escogitato trucchi più o meno elaborati per trattenere il più a lungo possibile l'acqua. Uno tra questi è acquisire una forma semisferica o a cuscinetto così da aumentare il volume della massa vegetale a parità di superficie. Nonostante questo apparente tallone d'Achille, i muschi sono tra gli organismi più resistenti e tenaci che si possono trovare. Infatti, possono colonizzare gli ambienti più diversi e più difficili, dove le piante superiori non sarebbero minimamente in grado di vivere; ad esempio in zone molto aride (a patto che di tanto in tanto si verifichi una condizione di elevata umidità per la riproduzione), le cime fredde e aride di una montagna, i suoli poveri e acidi di una torbiera, la superficie di una roccia…
nonostante ciò, però, l'evoluzione delle piante era appena agli inizi! centinaia di milioni di anni fa si differenziarono le prime piante con tessuti e sistema vascolare: le felci. esse, probabilmente derivate dalle epatiche, colonizzarono tutta la terra, creando le foreste più vaste e rigogliose che il pianeta abbia mai visto. in quest'epoca (tra il devoniano e il carbonifero, 400-350 milioni di anni fa) si ebbe lo sviluppo di una biodiversità vegetale incredibile, che avrebbe lasciato il segno fino ai giorni nostri! quelle immense foreste, infatti, col passare delle ere morivano e si accumulavano sul fondo di antiche paludi ove, molto lentamente, si trasformavano in carbone! una gigantesca riserva di carbonio immagazzinata da quelle antiche felci e stoccate nel sottosuolo.
ma il regno delle felci giganti non sarebbe durato a lungo... il loro stretto legame con l'acqua per la riproduzione le rendeva suscettibili ai cambiamenti climatici e bastava qualche anno di fila di ambiente sfavorevole per comprometterne la diffusione e la riproduzione. così un gruppo di piante inventò un nuovo modo per disperdere la propria progenie: il seme. il seme fu la grande invenzione! diversamente dalle spore (tipiche di felci e muschi) le piante a seme (o gimnosperme) divennero il gruppo dominante sul pianeta. il seme consentiva di sviluppare l'embrione della nuova plantula direttamente sulla pianta madre bloccandone ad un certo punto lo sviluppo (in una specie di stasi) e disperdendolo nell'ambiente dove solo con particolari condizioni climatiche e pedologiche si sarebbe continuato a sviluppare. inoltre, non era più necessaria la presenza dell'acqua affinchè spermatozoo e ovulo di potessero incontrare poichè fu inventato il polline. il polline non è altro che il gamete maschile sotto forma di una piccola cellula con parete molto spessa e resistente che viene disperso nell'aria in grande quantità così che possa essere trasportato fino all'organo femminile dove, una volta giunto, germinerà e potrà unire il suo materiale genetico con l'ovulo.
le gimnosperme (da molti conosciute oggi come conifere le quali, però, rappresentano solo un piccolo gruppo) dominarono la Terra per milioni di anni con forme gigantesche! (a testimonianza di ciò vi sono le straordinarie foreste pietrificate dell'Arizona). tuttavia anch'esse erano destinate ad essere soppiantate da un gruppo ancora più efficiente e competitivo... che si sarebbe imposto fino ai giorni nostri: le angiosperme.
le angiosperme inventarono due organi che tutti noi conosciamo bene: il fiore e il frutto. il primo a funzione riproduttiva (quindi produrre ovuli e polline) l'altro contiene i semi e a seconda del tipo di frutto esso può avere varie funzioni: rendersi appetibile agli animali così che lo mangino e ne disperdano i semi, funzione protettrice dei semi in periodi sfavorevoli, funzione di disseminazione ad opera di vento e acqua dcc.
queste piante si resero ancora più competitive delle gimnosperme. infatti, per le conifere odierne, affinchè si completi un ciclo riproduttivo (ossia dalla fecondazione alla disseminazione) ci vogliono minimo 3 anni. le angiosperme completano il ciclo solitamente in meno di un anno e in certi casi (in ambiente particolarmente difficili come deserti e montagne) possono impiegare poche settimane per nascere, crescere, riprodursi e disseminare i semi!
sono queste oggi le piante che dominano il pianeta Terra e a cui dobbiamo la nostra alimentazione. In particolare l'uomo deve la propria sopravvivenza ad un particolare gruppo di angiosperme: le graminaceae, di cui fanno parte frumento, riso e mais.