Cristina Cavazzuti Daniela Damiano Biologia Cavazzuti Damiano Biologia

Cristina Cavazzuti Daniela Damiano Biologia Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

Capitolo 11 I viventi: microrganismi, piante e funghi 1. Come si classificano gli esseri viventi 2. I procarioti: batteri e archei 3. I protisti unicellulari e pluricellulari 4. Caratteristiche generali delle piante 5. I muschi e le felci 6. Le gimnosperme e le angiosperme 7. Il regno dei funghi Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

Lezione 1 Come si classificano gli esseri viventi Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

1. Gli esseri viventi possono essere suddivisi in gruppi in base alle loro somiglianze Linneo fondò una disciplina scientifica denominata sistematica. Il criterio di classificazione utilizzato da Linneo consisteva nel suddividere tutti gli esseri viventi in categorie sistematiche. Per Linneo la categoria sistematica più piccola è la specie, quella più vasta il regno. Nel sistema di classificazione moderno sono state inserite altre due categorie: phylum, tra classe e regno, e dominio, sopra regno. Per identificare un essere vivente in modo univoco, Linneo adottò la nomenclatura binomiale, tuttora in uso. Questa consiste nell’attribuire due nomi latini a ciascun organismo, di cui il primo identifichi il genere e il secondo la specie. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

1. Gli esseri viventi possono essere suddivisi in gruppi in base alle loro somiglianze Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

2. La specie è la categoria sistematica fondamentale La definizione di specie biologica è stata proposta nel 1942 da Ernst Mayr, uno dei padri dell’evoluzionismo. Secondo questa definizione, le specie sono insiemi di popolazioni naturali i cui individui possono incrociarsi tra loro e generare prole fertile. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

3. Oggi la classificazione usa criteri più affidabili e complessi Ai tempi di Linneo la classificazione degli organismi si basava solo sull’osservazione dei caratteri morfologici e anatomici. Per scoprire parentele difficilmente identificabili può essere utile ricorrere allo studio dei fossili, delle strutture omologhe, delle fasi embrionali, delle sequenze di DNA dei vari organismi. Gli alberi filogenetici sono diagrammi in cui sono rappresentate le relazioni di parentela tra le specie, i generi o le classi. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

3. Oggi la classificazione usa criteri più affidabili e complessi Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

Lezione 2 I procarioti: batteri e archei Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

4. I procarioti comprendono i domini degli archei e dei batteri I procarioti hanno piccole dimensioni, una parete cellulare esterna, la membrana plasmatica, il materiale genetico (DNA) immerso nel citoplasma e i ribosomi per assemblare le proteine. Spesso sono presenti flagelli, filamenti lunghi, e pili, filamenti corti, per il movimento e l’adesione alle superfici. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

4. I procarioti comprendono i domini degli archei e dei batteri Gli organismi procarioti sono i più diffusi per tre motivi: • si riproducono rapidamente per scissione binaria; • sono estremamente adattabili alle condizioni ambientali più diverse; • possono resistere alla mancanza di nutrimento e di acqua trasformandosi in spore. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

4. I procarioti comprendono i domini degli archei e dei batteri Le prime cellule procariotiche fecero la loro comparsa circa 3, 5 miliardi di anni fa in un ambiente acquatico, molto caldo e privo di ossigeno. Gli archei si sono separati dai batteri, eppure non mostrano uno stretto grado di parentela con questi ultimi. Per classificare i procarioti si usano caratteristiche come forma, modalità di trovare nutrimento, movimento. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

4. I procarioti comprendono i domini degli archei e dei batteri Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

5. Gran parte degli archei è adattata a vivere in condizioni ambientali estreme Gli alofili colonizzano le saline. I termofili resistono a temperature molto elevate e vivono in ambienti ricchi di zolfo. I metanogeni vivono in ambienti privi di ossigeno e producono bolle di metano. Da un punto di vista biochimico, gli eucarioti sono più simili agli archei, perciò si ipotizza che si siano evoluti proprio a partire dagli archei. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

6. Gli eubatteri costituiscono la maggioranza dei procarioti Gli eubatteri vivono in quasi tutti gli ambienti: alcuni sono autotrofi, capaci di fabbricarsi da soli il nutrimento mediante reazioni chimiche; molti sono decompositori, capaci di trasformare i composti organici negli organismi morti in sostanze inorganiche; altri sono azotofissatori, capaci di traformare l’azoto atmosferico in altri composti utili per le piante. Alcuni batteri, inoltre, sono utili, come quelli nel nostro intestino o quelli che producono lo yogurt. Altri sono patogeni. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

Lezione 3 I protisti unicellulari e pluricellulari Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

7. Il regno dei protisti comprende eucarioti unicellulari e pluricellulari I protisti sono gli organismi eucarioti più semplici. La cellula eucariotica ha dimensioni maggiori rispetto alla procariotica, possiede nucleo ben distinto, nel citoplasma sono immersi altri organuli. Molti protisti sono unicellulari, quelli pluricellulari non presentano veri e propri tessuti. Alcuni sono eterotrofi, altri autotrofi. Si possono riprodurre per via asessuata (scissione binaria, scissione multipla, gemmazione), in qualche caso anche per via sessuata. La riproduzione asessuata richiede la presenza di un solo individuo e avviene rapidamente; quella sessuata è più complessa, prevede meiosi e fecondazione ma permette di produrre discendenza diversificata. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

7. Il regno dei protisti comprende eucarioti unicellulari e pluricellulari Scissione binaria Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015 Gemmazione

8. I protozoi sono organismi unicellulari, acquatici o parassiti La maggior parte dei protozoi vive in ambienti acquatici. Alcuni protozoi si nutrono grazie al processo di fagocitosi, mediante il quale l’organismo circonda il frammento e lo ingloba nel proprio citoplasma attraverso una vescicola. Il plasmodio della malaria è un protozoo. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

9. I funghi mucillaginosi sono protisti saprofiti I funghi mucillaginosi sono saprofiti, prima digeriscono le sostanze nutritive all’esterno del proprio corpo e poi assorbono le molecole organiche prodotte dalla digestione. Possono essere plasmodiali, costituiti da una massa mobile dotata di numerosi nuclei, o cellulari, non si fondono in un’unica massa pur aggregandosi in colonie. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

10. Le alghe sono protisti autotrofi Tra i protisti sono classificate sia le alghe unicellulari, come le diatomee, i dinoflagellati e le euglene, sia le alghe pluricellulari. Il corpo delle alghe si chiama tallo, non ha radici, fusto o foglie, né possiede organi sessuali. Oltre alla clorofilla, le alghe contengono altri pigmenti colorati, per questo vengono divise in alghe verdi, alghe brune e alghe rosse. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

Lezione 4 Caratteristiche generali delle piante Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

11. Le piante: organismi fotosintetici alla conquista della terraferma Gli organismi pluricellulari terrestri capaci di effettuare la fotosintesi appartengono al regno delle piante. 400 milioni di anni fa organismi discendenti dalle alghe verdi colonizzarono le coste umide, adattandosi a vivere sulla terraferma. Le piante hanno organi specializzati quali radici, fusti, foglie e gametangi. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

12. L’evoluzione ha dotato le piante di organi specializzati Radici: ancorano la pianta al terreno e assorbono sostanze nutritive. Vasi conduttori: trasportano acqua e sali minerali dalle radici alle foglie e sostanze nutritive dalle foglie a tutte le parti della pianta. Foglie: sono la sede degli scambi gassosi con l’atmosfera, grazie agli stomi. Gametangi: proteggono i gameti. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

12. L’evoluzione ha dotato le piante di organi specializzati Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

13. Nelle piante lo sporofito si alterna al gametofito Le piante presentano nel loro ciclo vitale un’alternanza di generazioni. Dallo zigote si generano individui diploidi che vengono chiamati sporofiti. Questi producono per meiosi le spore, cellule aploidi da cui si svilupperanno infine i gametofiti, individui aploidi che producono i gameti. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

14. La storia evolutiva delle piante I gruppi di piante attualmente presenti sulla Terra sono una testimonianza della storia evolutiva degli organismi appartenenti al regno vegetale. • Le briofite, sono i vegetali maggiormente dipendenti dall’acqua; • Le pteridofite, hanno strutture specializzate per il trasporto dell’acqua e delle sostanze nutritive, ma non per la fecondazione che dipende ancora dall’acqua; • le gimnosperme, sono indipendenti dall’acqua anche per la fecondazione, ma la protezione degli embrioni non è molto efficace; • le angiosperme, con fiori e frutti, sono gli organismi vegetali meglio adattati alla vita sulla Terra. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

Lezione 5 I muschi e le felci Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

15. Le piante più legate all’acqua sono le briofite Le briofite comprendono i muschi e le epatiche e sono piante di piccole dimensioni che vivono in ambienti molto umidi e riparati dal sole. Le briofite non hanno tessuti conduttori, l’acqua è assorbita dal suolo o dall’aria attraverso i rizoidi, cellule allungate, e poi diffusa per imbibizione. Le briofite dipendono dall’acqua per la riproduzione. Il gamete maschile raggiunge quello femminile nuotando nell’acqua; lo sporofito che nasce in seguito alla fecondazione genera le spore, che cadendo danno origine al gametofito. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

16. Nelle pteridofite compaiono sistemi di trasporto per l’acqua e i nutrienti Le prime piante vascolari sono state le felci, gli equiseti e i licopodi, ovvero le pteridofite, che si diffusero nel Carbonifero. Grazie alla presenza di vasi, sviluppano fusto e foglie, ma la loro riproduzione continua a dipendere dall’acqua. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

Lezione 6 Le gimnosperme e le angiosperme Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

17. Le gimnosperme e le angiosperme producono semi Entrambe sono indipendenti dall’acqua per la riproduzione. Il gamete maschile è contenuto nel polline e può essere trasportato dal vento o da animali. In seguito alla fecondazione si forma un embrione che viene circondato da sostanze nutritive e di protezione all’interno di una struttura chiamata seme. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

18. Nelle gimnosperme il seme è nudo Le gimnosperme più diffuse sono le conifere. Le cellule uovo sono contenute nei gametangi portati da strutture chiamate coni femminili, formate da foglioline modificate disposte in senso elicoidale attorno ad un asse. In seguito alla fecondazione, i coni diventano pigne e le cellule uovo fecondate sono i pinoli. Questi, circa due anni dopo, si staccheranno e daranno origine a un nuovo albero. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

19. Le angiosperme hanno “inventato” il fiore e il frutto Le angiosperme sono le piante più diffuse. Il fiore è il perfezionamento della struttura dei coni delle gimnosperme, ed è costituito da un insieme di foglioline modificate disposte in modo concentrico. Nella maggior parte delle specie il fiore è ermafrodita. Gli stami sono gli organi riproduttori maschili, all’interno dei quali si forma il polline. Il pistillo è l’organo femminile contenente l’ovario. Dopo la fecondazione l’ovario si ingrossa e forma il frutto. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

20. Le angiosperme si dividono in monocotiledoni e dicotiledoni Nelle monocotiledoni l’embrione contenuto nel seme viene nutrito da sostanze di riserva contenute in una fogliolina carnosa, chiamata cotiledone. Nelle dicotiledoni, la maggior parte delle angiosperme, le foglioline embrionali sono due. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

Lezione 7 Il regno dei funghi Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

21. I funghi sono organismi eterotrofi specializzati nel riciclo naturale della materia organica Nel regno dei funghi sono compresi organismi sia pluricellulari, come i funghi mangerecci e le muffe, sia unicellulari come i lieviti. Il corpo dei funghi è formato da un intreccio di cellule filamentose e ramificate chiamate ife che costituiscono il micelio. Le cellule hanno parete esterna costituita da chitina. I funghi immagazzinano zuccheri di riserva sotto forma di glicogeno e sono organismi saprofiti, non digeriscono il cibo all’interno del proprio corpo ma assorbono la materia organica dopo averla demolita grazie alla secrezione di enzimi digestivi. Alcune specie sono parassite, invadono i tessuti di altri organismi, nutrendosi a loro spese. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

21. I funghi sono organismi eterotrofi specializzati nel riciclo naturale della materia organica Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

22. Il regno dei funghi è suddiviso in tre principali gruppi • Zigomiceti: comprendono specie saprofite, le muffe bianche, e parassite; • ascomiceti: comprendono muffe verdi e lieviti, ma anche funghi con corpo fruttifero voluminoso; • basidiomiceti: comprendono la maggior parte dei funghi del sottobosco, che producono l’humus, strato superficiale del terreno ricco di sostanze organiche e minerali utili per le piante. Le micorrize sono associazioni tra un basidiomicete e una pianta. Le ife penetrano nelle radici instaurando un rapporto di simbiosi. La pianta cede al fungo zuccheri e vitamine, il fungo assorbe e trasferisce alla pianta elementi minerali. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

22. Il regno dei funghi è suddiviso in tre principali gruppi Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015

23. I licheni: associazioni tra funghi e organismi fotosintetici I licheni sono associazioni di due organismi: un fungo e un microrganismo fotosintetico unicellulare, che può essere un cianobatterio o un’alga verde. L’organismo fotosintetico viene protetto dal fungo che gli fornisce l’umidità necessaria, mentre il fungo riceve le sostanze nutritive frutto della fotosintesi. In base alla loro forma, i licheni si distinguono in tre gruppi principali: • crostosi; • frondosi; • fruticosi. Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015