Tracheophyta: le piante vascolari

Le Tracheophyta (tracheofite) sono un phylum appartenente al regno delle piante caratterizzate dalla presenza di veri tessuti e organi. Nel corso di questo articolo vedremo nel dettaglio la loro classificazione tassonomica e come sono costituite.

La sistematica

Cosa è la sistematica?

Nel mondo scientifico ci sono diverse definizioni di sistematica, tra le più famose possiamo citare:

Simpson, 1961:
La sistematica è lo studio scientifico dei tipi e delle diversità degli organismi e di ogni relazione fra di essi.

Judd, 2002:
La sistematica è la scienza che studia la diversità degli organismi ed implica la scoperta, la descrizione e l’interpretazione della diversità, nonché la sintesi delle informazioni sulla diversità sottoforma di sistemi di classificazione predittivi.

Quindi, cosa è la sistematica?

Oggi, possiamo dire che la sistematica è quella parte delle scienze naturali che si occupa della classificazione e della nomenclatura degli essere viventi e dei fossili. Di conseguenza, con la parola classificare intendiamo la descrizione e la collocazione in un sistema tassonomico di una entità.

Figura 2 – Categorie tassonomiche [www.tutto-scienze.org]

Le Tracheophyta

Quindi, le Tracheophyta (tracheofite) sono un phylum appartenente al regno delle piante, sono ricche di vasi e, per questo, chiamate anche piante vascolari. La classificazione tassonomica delle Tracheophyta è la seguente:

Regno	Eukaryota
Sottoregno	Cormobionta
Phylum	Tracheophyta
Subphylum	Bryophyta Pteridophyta Spermatophyta

Classificazione tassonomica delle Tracheophyta

Caratteristiche delle Tracheophyta

Le Tracheophyta presentano una struttura formata da fusto, radice e foglie (chioma). La presenza di radici e la presenza di veri e propri vasi conduttori, chiamati rispettivamente floema e xilema che permettono la circolazione della linfa all’interno della pianta, ci permettono di distinguere le Tracheophyta dal resto della vegetazione presente in natura.

Figura 3 – Struttura di una Tracheophyta [i.ytimg.com]

Il fusto

Il fusto è l’organo di sostegno delle piante e stabilisce il collegamento tra foglie e radici. In fase giovanile può svolgere attività fotosintetica. Il fusto è deputato al trasporto, attraverso il sistema conduttore, di sostanze assorbite dal terreno (acqua e nutrienti minerali), le quali attraverso lo xilema vengono trasportate dalla radice al fusto e da questo alle foglie, mentre i prodotti della fotosintesi sono condotti, attraverso il floema, dalle foglie al fusto e da questo a tutti gli altri organi della pianta. Inoltre, il fusto, può accumulare sostanze di riserva in cellule parenchimatiche contenenti amiloplasti. Inoltre sopporta il peso della chioma e permette alle foglie e ai fiori di proiettarsi verso la luce.

Figura 4 – Percorso nelle Tracheophyta delle sostanze nutritive, dei sali e dei prodotti della fotosintesi attraverso lo xilema e il floema [img.freepik.com]

Tipi di fusti

Distinguiamo due tipi di fusti:

Erbacei:
- Stelo: è caratteristico delle erbe, porta foglie e fiori (come le margherite);
- Culmo: è un fusto generalmente cavo per la mancanza di midollo, ma molto resistente perché provvisto di fibre e pareti mineralizzate (è tipico delle graminacee);
- Scapo: fusto che porta uno o più fiori, senza foglie e rami (come il tulipano).
Legnosi:
- Suffrutice: fusto ramificato fin dalla base. Porta in basso rami legnosi perenni e nella parte terminale rami erbacei annuali (come la rosa);
- Arbustivo o cespuglio: ramificata fin dal basso e rami legnosi tranne alle punte;
- Alboreo: fusto legnoso sul quale la ramificazione si ha verso l’alto rispettivamente tronco e chioma con punta sempre erbacea;
- Stipite: tronco delle palme (monocotiledoni) con accrescimento abnorme dei meristemi.

Tuttavia, in alcune piante i fusti appaiono modificati esteriormente ma anche nelle funzioni, questo accade perché tendono a soddisfare esigenze ambientali o particolari modalità di riproduzione vegetativa. Tra i fusti modificati troviamo: tuberi, bulbi, bulbotuberi e rizomi.

Le radici

La radice è un organo generalmente sotterraneo, le cui principali funzioni sono:

Assorbimento di acqua e sali minerali che vengono trasportati in tutti gli altri organi e tessuti della pianta.
Ancoraggio al suolo.
Riserva di materiali nutritivi, come ad esempio l’accumulo di carboidrati che derivano dalla fotosintesi clorofilliana e che sono immagazzinati sotto forma di amido negli amiloplasti delle cellule dei parenchimi amiliferi. L’amido accumulato nella radice funge da sostanza di riserva. Esso viene utilizzato dalla pianta durante la ripresa vegetativa per sviluppare nuove foglie e nuovi rami e nel periodo della fioritura per sviluppare gli organi riproduttivi, fiori e frutti.
Conduzione di acqua e sali minerali assorbiti dal suolo, ma anche di alcuni ormoni prodotti a livello della radice, come le citochinine e le gibberelline e di metaboliti secondari (come la nicotina).

Essa prende origine dall’apice radicale dell’embrione e, nelle piante a seme, la prima radice che si sviluppa è detta radice primaria o radice principale. La radice ha un accrescimento geotropicamente positivo, cioè verso il basso. Dalla radice principale si sviluppa un complesso sistema di ramificazioni di radici laterali o secondarie le quali, a loro volta, danno origine ad altre radici secondarie. La risultante di questo modello di crescita e di sviluppo è l’apparato radicale, un complesso sistema di radici che si irradia in tutte le direzioni nel terreno e ne assicura la capillare captazione di acqua e sali minerali, soddisfano così le esigenze nutritive della pianta, interagendo intimamente con le particelle del suolo e formando un fitto sistema di ancoraggio al terreno.

Tipi apparati radicali

Possiamo avere diversi tipi di apparati radicali:

Apparati radicali a fittone: è frequente nelle gimnosperme e nella maggior parte delle angiosperme. In questo tipo di apparato radicale la radice principale permane viva e funzionante per l’intera vita della pianta e si sviluppa molto di più delle radici laterali, che restano più corte e sottili.
Apparato radicale fascicolato: in questo tipo di apparato radicale le radici laterali si accrescono uniformemente alla radice principale diventando indistinguibili o, addirittura, sviluppandosi di più della principale; questo modello di crescita è caratterizzato da molte radici di spessore e lunghezza simile.
Radici avventizie: nelle monocotiledoni e alcune dicotiledoni la radice principale comunemente muore dopo poco tempo dalla germinazione del seme e l’apparato radicale della pianta si sviluppa grazie alla produzione di radici che prendono origine alla base del fusto, generalmente in corrispondenza delle gemme ascellari, definite radici avventizie. Nonostante la forma dell’apparato radicale risultante sia a volte simile a quello fascicolato, i due apparati differiscono per la zona istologica da cui prendono origine le singole radici.

Figura 5 – *Diversi tipi di radice presenti nelle Tracheophyta* [trentinobonsai.wordpress.com]

Il corpo della radice presenta al suo interno diverse zone istologiche le cui cellule differiscono per velocità di crescita e modalità di differenziamento. L’accrescimento in lunghezza della radice avviene per divisione cellulare, localizzata nella regione apicale del corpo della radice, e per distensione.

La foglia

La foglia è uno dei tre organi costituenti il corpo della pianta ed assieme al fusto forma il germoglio. Le sue principali funzioni sono la fotosintesi e la traspirazione.
La forma fogliare più vantaggiosa per adempiere a queste funzioni è quella laminare, poiché ha un alto rapporto superficie/volume. Ciò è vantaggioso in quanto più è ampia la superficie sviluppata dall’organo, tanto più intensi sono gli scambi di sostanze gassose (vapore d’acqua, anidride carbonica e ossigeno) tra ambiente interno ed esterno. Inoltre, in una foglia sottile gran parte dei tessuti potranno essere raggiunti dalla luce.
Le foglie svolgono diverse funzioni, tra le principali possiamo elencare le seguenti:

Fotosintesi clorofilliana;
Accumulo di nutrienti;
Accumulo di acqua;
Azione di difesa;
Protezione delle gemme;
Attività di sostegno;
Cattura e digestione degli insetti;
Assorbimento di azoto;
e molto altro.

L’acquisizione di tutte queste funzioni ha comportato modificazioni nella forma, nella struttura anatomica e nel metabolismo delle foglie.

Le foglie si dispongono in modo particolare lungo tutto il fusto, questo processo prende il nome di fillotassi. Possiamo avere:

Fillotassi alternata e distica, su ogni nodo l’orientamento è sempre lo stesso.
Fillotassi opposta e decussata, le foglie in un nodo formano un angolo retto con quelle dei nodi adiacenti.
Verticillata (oleandro), foglie equidistanti le une dalle altre.
Spiralata, la posizione delle foglie lungo il fusto assume una forma a spirale.

Struttura della foglia

La foglia è costituita da diverse parti:

Lamina o lembo fogliare: in essa è possibile distinguere una faccia superiore o ventrale e una faccia inferiore o dorsale.
Peduncolo o picciolo, che connette la lamina fogliare al fusto. Le foglie con picciolo sono dette picciolate, quelle che ne sono prive, caratteristiche della maggior parte delle angiosperme monocotiledoni, sono definite sessili.
Stipole o guaina, che avvolge e protegge la base dell’internodo permettendo una crescita fogliare più resistente.
Nervature: trasportano le sostanze nutritive, l’acqua e i prodotti della fotosintesi ai vari organi della pianta.

Figura 6 – *Morfologia della foglia* [www.actaplantarum.org]

Inoltre, in natura possiamo trovare foglie modificate, come:

Aghiformi: le foglie hanno la forma di un ago. Questa tipologia di foglia è molto frequente nelle conifere.
Viticci o cirri: presenti nelle specie rampicanti possiedono foglie modificate per svolgere la funzione di sostegno.
Spine: sono foglie non fotosintetizzanti con funzione di difesa meccanica. La funzione fotosintetica, in questo tipo di specie, è affidata al fusto.
Perule: fungono da isolanti termici e contribuiscono a prevenire l’essiccamento, nonché a ridurre la penetrazione dell’acqua e la circolazione di ossigeno nella gemma.
Catafilli: sono foglie carnose che assumono la funzione di organi di riserva. Queste foglie modificate accumulano carboidrati, utilizzati durante la ripresa vegetativa alla fine della stagione invernale.
Succulente: hanno la funzione di conservazione dell’acqua. La più evidente modificazione morfologica delle foglie succulente è data dall’aumento dello spessore, che comporta una forte riduzione del rapporto superficie/volume e conseguentemente una minore perdita di acqua per traspirazione.
Insettivore: presenti nelle piante carnivore che si nutrono di animali, catturati e digeriti tramite speciali foglie modificate.