Lezioni di biodiversità

LE GIMNOSPERME
Piante vascolari con seme senza fiore

Introduzione : le Spermatofite
Le Gimnosperme insieme alle Angiosperme fanno parte delle Spermatofite (letteralmente Piante a Seme).
Sono comparse 360 milioni a.f. e attualmente dominano il regno vegetale (rappresentano circa il 90% delle 280.000 specie di piante conosciute).
La loro riproduzione non avviene più tramite spore ma tramite un gamete maschile (contenuto nel polline) ed uno femminile (contenuto nell’ovulo).
Dopo la fecondazione l’ovulo darà luogo al SEME.

Il seme
E’ la struttura riproduttiva delle Spermatofite.
Racchiude e protegge l’embrione.
Il seme è formato da:

•  Embrione che darà il nuovo individuo
•  Tegumento esterno rigido di protezione
•  Sostanze nutritive per l’embrione

Il ciclo vitale di un pino raprresenta in generale quello delle gimnosperme: nei coni maschili del pino si sviluppano i granuli pollinici, cioè le parti fertili maschili che svilupperanno il polline. Nel frattempo nei coni femminili del pino (le pigne) si formano gli ovari. Giunti a maturità sessuale i granuli pollinici sono liberati nell'aria in gran quantità. Al loro interno si è intanto formato per meiosi il polline vero e proprio (cioè il gamete maschile). Il polline giunge nel cono femminile trasportato dal vento. Nell'ovario allo stesso modo si sono sviluppati gli ovuli (gameti femminili). L'incontro tra polline e ovulo corrisponde alla fecondazione. Si sviluppa così un embrione che viene racchiuso e protetto nel seme (il pinolo). L'embrione si nutre delle sostanze zuccherine all'interno del seme fino alla sua germinazione. Le piccole piante di pino prendono il nome di plantule e da esse si svilupperà col tempo l'albero adulto.
Caratteristiche generali delle GIMNOSPERME

• Letteralmente il nome significa “a seme nudo”.
• I semi non si formano all’interno di un ovario e quindi non si forma mai un vero e proprio frutto.
• I semi si trovano sulla superficie delle squame nelle strutture riproduttive femminili (es. pigne nelle conifere)
• Sono tutte piante legnose (arboree o arbustive).
• Ne esistono circa 800 specie.

CLASSIFICAZIONE

• GINKGOFITE
• CYCADOFITE
• GNETOFITE
• CONIFERE

 

1) GINGKOFITE

• L’unica specie di questo gruppo è il Gingko biloba, che è la pianta a semi vivente più antica.
• Allo stato spontaneo vive in Cina, ma è largamente coltivato in tutto il mondo.
• Il Gingko è dioico: le strutture fertili maschili e femminili (strobili) sono portati su individui diversi.
• Gli strobili femminili si chiudono completamente intorno al seme formando un involucro carnoso simile a un frutto (sarcotesta). A maturità questo cade al suolo e marcisce provocando un odore nauseabondo.
• Il nome Ginkgo sarebbe un errore di ortografia; la corretta traduzione dei caratteri cinesi  (銀杏 yinxìng “albicocca d’argento”) usati per indicare questa pianta è Gynkyo   . L’errore fu del botanico Kaempfler nel 1712 ed è stato perpetuato ufficialmente da Linneo che nel 1771 adottò il nome.

Le foglie del Gingko hanno una caratteristica forma  a triangolo tagliato.
Le nervature sono parallele
In fitoterapia il Ginkgo ha vari utilizzi tra i quali contrastare lo stress fisico e mentale e stimolare la memoria. Ottimo per lo studio !

2) CYCADOFITE

• Sono Gimnosperme di aspetto simile alle palme pur non avendo nessuna parentela con queste.
• Presentano un tronco basso sormontato da una corona di grandi foglie sempreverdi
• L’esponente più famoso di questo gruppo è la Cycas revoluta, originaria del giappone meridionale e portata per la prima volta in Europa a fine ‘700 a Palermo.
• Le Cycas prediligono terreni sabbiosi e alte temperature.

3) GNETOFITE

• Sono anche dette Clamidosperme per la particolare protezione dei semi che sembrano quasi racchiusi in frutto.
• Sono un gruppo molto eterogeneo.
• Sono considerate l’anello di congiunzione evolutiva tra gimnosperme e angiosperme.
• I tre principali rappresentanti sono Welwitschia, Ephedra e Gnetum.

WELWITSCHIA MIRABILIS
Vive esclusivamente in alcuni deserti dell’Angola.
La Welwitschia è una pianta dalle caratteristiche estremamente peculiari, tanto che Charles Darwin la definì "l'ornitorinco del regno vegetale". Presenta una radice a fittone molto profonda che si espande in orizzontale e due foglie dall'aspetto unico, lunghe fino a cinque metri e adagiate sul terreno, pelose, con un meristema basale che compensa l'erosione della parte distale. Questo aspetto generale non lascerebbe sospettare che, da un punto di vista botanico, la W. mirabilis sia considerata un albero, e risulti addirittura imparentata con le conifere; l'unico elemento che suggerisce questa analogia è il fatto che sia il maschio che la femmina della pianta producono pigne. Un'altra caratteristica insolita della W.mirabilis è l'eccezionale longevità, che le ha meritato l'ulteriore appellativo di "fossile vivente"; la datazione con carbonio 14 ha dimostrato che alcuni esemplari hanno oltre 2000 anni. La sopravvivenza nel clima arido del Namib non è affidata (come si credeva un tempo) a radici particolarmente lunghe, ma all'assorbimento dell'umidità portata dalle nebbie costiere; le foglie catturano direttamente parte di questa umidità, e lasciano cadere il restante in gocce che raggiungono le radici attraverso la sabbia. Una regione particolarmente ricca di welwitschie è l'altopiano denominato "Welwitschia Plains", situato nel Namib-Naukluft National Park, a est di Swakopmund.
EPHEDRA
Esistono circa 50 specie di Efedra, tutte piante cespugliose. Sono presenti nelle aree tropicali e temperate. In Italia la specie presente è Ephedra major ed è molto rara. L’efedra contiene gli alcaloidi efedrina e pseudoefedrina una volta utilizzati nei preparati antiraffreddore. Ora l’efedrina è stata inserita nella lista delle sostanze stupefacenti e bandita dalla legge. Il suo effetto è simile a quello delle anfetamine.
GNETUM
Esistono circa 30 specie di Gnetum, diffuse esclusivamente nelle aree tropicali. A prima vista non sembra affatto una gimnosperma.

4) CONIFERE (Pinofite)

• Sono piante arboree (in maggior parte) e arbustive che portano i semi in particolari strutture dette coni.

• I coni femminili sono le cosidette pigne mentre i coni maschili più piccoli producono grandi quantità di polline.

• I semi spesso hanno un tegumento molto duro (pinoli)

Le foglie delle conifere sono generalmente degli aghi (foglie aghiformi come nel Pino - riunite in fascetti di 3 o 5 a seconda della specie); in alternativa possiamo avere una forma più appiattita a squama (foglie squamiformi come nell'abete o nel tasso).
Le conifere sono quasi esclusivamente sempreverdi. L'unica specie di conifera che perde le foglie d'inverno è il Larice (Larix decidua).
Le conifere possono crescere in ambienti molto diversi: dalle vicinanze del mare fino alle alte montagne. In ogni caso il bioma dove si ha la maggior estensione di foreste di conifere sono i climi boreali (climi freddi delle alte latitudini) ad esempio la taiga siberiana o le foreste canadesi. Una buona estensione di foreste ad abeti la abbiamo anche in Italia sulle Alpi sopra i 1000 metri.
Le conifere hanno un grande valore economico, specialmente per la lavorazione del legno strutturale e la produzione di carta. Alcune conifere hanno utilizzo in medicina come il tasso (Taxus baccata) dal quale si estrae la taxodina, sostanza utilizzata in chemioterapia antitumorale. Esse sono inoltre d'immensa importanza ecologica: sono le piante che dominano in vastissime aree, e rappresentano in Canada e Siberia i più estesi polmoni verdi del pianeta. Molte conifere producono resine profumate, secrete per proteggersi da insetti e funghi. La resina fossilizzata si trasforma in ambra. Le conifere sono generalmente specie arboree, ma possiamo trovare anche esempi di specie arbustive tra le quali si è citato il Ginepro, famoso per i suoi usi culinari (salsicce con bacche di ginepro) e per la produzione di un famoso distillato (il gin).
All’interno delle conifere troviamo parecchi “record” del regno vegetale …
L’albero più alto misurato è una Sequoia della California (Sequoia sempervirens) alto 112,34 metri. L’albero più grosso misurato è una Sequoia gigante (Sequoiadendrum giganteum) con un volume di 1487 metri cubi. L’albero con il tronco più largo misurato è un Taxodium mucronatum con diametro di 11, 42 metri (Oxaca – Mexico). L’albero più vecchio è un Pinus longeva che vive vicino Las Vegas ed ha una età di 4700 anni. Recentemente in Svezia è stato scoperto un Abete con età stimata intorno agli 8000 anni. Sono in corso studi.

Alcuni esempi di Conifere Italiane

Pino da Pinoli (Pinus Pinea)
Questo albero è stato utilizzato a lungo per i suoi pinoli commestibili, sin dalla preistoria. Attualmente è anche coltivato come ornamentale, oltre che per i semi. Per l'alto numero di esemplari in Italia, viene da molti considerato l'albero simbolo del paese, tanto che negli stati anglosassoni il pino domestico viene denominato "Italian stone pine" ed in Francia "Pin d'Italie".

Pino Loricato (Pinus leucodermis)
E’ un raro Pino presente nel Parco del Pollino, in pochissime altre stazioni della Calabria ed in una ristretta area dei Balcani. Tra gli esemplari di questo Pino nel Pollino esistono gli alberi più longevi di Italia.

Pino mugo (Pinus mugo)
E’ un pino presente solo allo stato arbustivo. Non esiste allo stato arboreo. In Italia è comne  su Alpi e Appennini in alta quota.

Abete rosso (Picea excelsa)
E’ il tipico "albero di Natale". Si tratta di una pianta molto diffusa in Europa.
Molto resistente al freddo è una delle più importanti essenze forestali e viene impiegato ovunque per il legname o per la resina (usata nell' industria delle vernici).

Cipresso (Cupressus sempervirens)
Il cipresso è un albero sempreverde che raggiunge i 25 m, ma negli esemplari più vecchi può arrivare anche a 50 m. La sua chioma affusolata è molto caratteristica. Tipico dei paesaggi della bassa Toscana. I falsi frutti sono delle piccole sfere dette Galbuli . Il cipresso è spesso coltivato nei cimiteri sia perché ha radici poco invasive sia perche considerato simbolo dei morti. L’origine mitologica del cipresso è narrata nella leggenda greca di Ciparisso. Apollo, il dio del sole, si era invaghito della bellezza del giovane Ciparisso, che aveva per compagno un cervo addomesticato. Mentre un giorno si esercitava con l’arco, Ciparisso colpì mortalmente il cervo. Tanta era la sua disperazione da implorare a sua volta la morte. Apollo, commosso dal dolore del suo amato, lo trasformò in un albero al quale dette il nome di “cipresso”, e che diventò da allora il simbolo del lutto e dell’accesso all’eternità.

Tasso (Taxus baccata)
Il tasso è un albero a crescita molto lenta che presenta foglie squamiformi ed escrescenze carnose rosse che ricoprono il seme dette “arilli” che sembrano veri e propri frutti. Il tasso è una pianta molto velenosa. Recentemente dal Tasso sono state estratte sostanze utili in chemioterapia antitumorale quali la Taxodina ed il Taxolo.