Piante vascolari: definizione, classificazione, caratteristiche ed esempi

Conoscere i molti tipi di piante vascolari è più importante di quanto tu possa pensare.

Ad esempio, le felci fiddlehead sembrano tutte uguali a un occhio inesperto, ma le caratteristiche distintive distinguono un gustoso felce di struzzo da un felce felce si ritiene contenga agenti cancerogeni. Le piante vascolari hanno adattamenti comuni – e in alcuni casi peculiari – che forniscono un vantaggio evolutivo.

Le piante vascolari sono "piante a tubo" chiamate tracheofite. Tessuto vascolare nelle piante è composto da xilema, che sono tubi coinvolti nel trasporto dell'acqua, e floema, che sono cellule tubulari che distribuiscono il cibo alle cellule vegetali. Altre caratteristiche distintive includono steli, radici e foglie.

Le piante vascolari sono più complesse delle piante ancestrali non vascolari. Le piante vascolari hanno un tipo di "impianto idraulico" interno che trasporta i prodotti di fotosintesi, acqua, nutrienti e gas. Tutti i tipi di piante vascolari sono piante terrestri (terrestri) che non si trovano nei biomi di acqua dolce o salata.

Le piante vascolari sono anche definite come eucarioti, nel senso che hanno un nucleo legato alla membrana, che li distingue dai batteri procarioti e dagli archei. Le piante vascolari hanno pigmenti fotosintetici e cellulosa per supportare pareti cellulari. Come tutte le piante, sono legate al luogo; non possono fuggire quando arrivano erbivori affamati in cerca di un pasto.

Per secoli, gli studiosi hanno usato la pianta tassonomia, o sistemi di classificazione, per identificare, definire e raggruppare le piante. Nell'antica Grecia, il metodo di classificazione di Aristotele si basava sulla complessità degli organismi.

Gli umani sono stati collocati in cima alla "Grande Catena dell'Essere" appena sotto gli angeli e le divinità. Gli animali vennero dopo e le piante furono relegate agli anelli inferiori della catena.

Nel XVIII secolo, botanico svedese Carlo Linneo riconobbe che era necessario un metodo universale di classificazione per lo studio scientifico delle piante e degli animali nel mondo naturale. Linneo assegnò a ciascuna specie un binomio latino specie e genere.

Ha anche raggruppato gli organismi viventi per regni e ordini. Le piante vascolari e non vascolari rappresentano due grandi sottogruppi all'interno del regno vegetale.

Piante e animali complessi hanno bisogno di un sistema vascolare per vivere. Ad esempio, il sistema vascolare del corpo umano comprende arterie, vene e capillari coinvolti nel metabolismo e nella respirazione. Ci sono voluti milioni di anni alle piccole piante primitive per sviluppare il tessuto vascolare e un sistema vascolare.

Poiché le piante antiche non avevano un sistema vascolare, la loro portata era limitata. Le piante hanno lentamente evoluto tessuto vascolare, floema e xilema. Le piante vascolari sono oggi più prevalenti delle piante non vascolari perché la vascolarizzazione offre un vantaggio evolutivo.

La prima testimonianza fossile di piante vascolari risale a uno sporofito chiamato Cooksonia che viveva circa 425 milioni di anni fa durante il periodo Siluriano. Perché Cooksonia è estinto, lo studio delle caratteristiche della pianta è limitato alle interpretazioni dei reperti fossili. Cooksonia aveva steli ma non foglie o radici, anche se si ritiene che alcune specie abbiano sviluppato tessuto vascolare per il trasporto dell'acqua.

Piante primitive non vascolari chiamate briofite adattato per essere piante terrestri in aree dove c'era sufficiente umidità. Piante come epatiche e cornioli mancano di radici, foglie, steli, fiori o semi reali.

Per esempio, sbatti le felci non sono vere felci perché hanno semplicemente un fusto fotosintetico senza foglie che si ramifica in sporangi per la riproduzione. Piante vascolari senza semi ad esempio muschi del club e equiseti venne dopo nel periodo devoniano.

I dati molecolari e i reperti fossili mostrano che porta-seme gimnosperme come pini, abeti rossi e ginkgo si sono evoluti milioni di anni prima delle angiosperme come le latifoglie; l'intervallo di tempo esatto è discusso.

Le gimnosperme non hanno fiori né fruttificano; i semi si formano sulle superfici fogliari o sulle scaglie all'interno delle pigne. Al contrario, angiosperme hanno fiori e semi racchiusi nelle ovaie.

Le parti caratteristiche delle piante vascolari includono radici, fusti, foglie e tessuto vascolare (xilema e floema). Queste parti altamente specializzate svolgono un ruolo fondamentale nella sopravvivenza delle piante. L'aspetto di queste strutture nelle piante da seme differisce notevolmente in base alla specie e nicchia.

Radici: Questi raggiungono dal gambo della pianta nel terreno in cerca di acqua e sostanze nutritive. Assorbono e trasportano acqua, cibo e minerali attraverso i tessuti vascolari. Le radici mantengono anche le piante stabili e saldamente ancorate contro i venti che possono far cadere gli alberi.

I sistemi di radici sono diversi e si adattano alla composizione del suolo e al contenuto di umidità. I fittoni si estendono in profondità nel terreno per raggiungere l'acqua. I sistemi di radici poco profonde sono migliori per le aree in cui i nutrienti sono concentrati nello strato superiore del suolo. Alcune piante come orchidee epifite crescono su altre piante e utilizzano le radici aeree per assorbire l'acqua atmosferica e l'azoto.

Xylemtessuto: Questo ha tubi cavi che trasportano acqua, sostanze nutritive e minerali. Il movimento avviene in una direzione dalle radici allo stelo, alle foglie e a tutte le altre parti della pianta. Xylem ha pareti cellulari rigide. Xylem può essere conservato nella documentazione fossile, che aiuta nell'identificazione delle specie vegetali estinte.

Tessuto floematico: Questo trasporta i prodotti della fotosintesi attraverso le cellule vegetali. Le foglie hanno cellule con cloroplasti che utilizzano l'energia del sole per produrre molecole di zucchero ad alta energia che vengono utilizzate per il metabolismo cellulare o immagazzinate come amido. Le piante vascolari costituiscono la base della piramide energetica. Le molecole di zucchero nell'acqua vengono trasportate in entrambe le direzioni per distribuire il cibo secondo necessità.

Le foglie: Questi contengono pigmenti fotosintetici che sfruttano l'energia del sole. Le foglie larghe hanno un'ampia superficie per la massima esposizione alla luce solare. Tuttavia, le foglie sottili e strette ricoperte da una cuticola cerosa (uno strato esterno ceroso) sono più vantaggiose nelle zone aride dove la perdita d'acqua è un problema durante la traspirazione. Alcune strutture fogliari e steli hanno spine e spine per mettere in guardia gli animali.

Le foglie di una pianta possono essere classificate come microfille o megafilli. Ad esempio, un ago di pino o un filo d'erba è un singolo filamento di tessuto vascolare chiamato microfilla. Al contrario, i megafilli sono foglie con vene ramificate o vascolarizzazione all'interno della foglia. Esempi inclusi alberi decidui e piante da fiore frondose.

Le piante vascolari sono raggruppate in base a come si riproducono. Nello specifico, i vari tipi di piante vascolari sono classificati in base al fatto che producono spore o semi per creare nuove piante. Piante vascolari che si riproducono per seme altamente evolute tessuto specializzato che li ha aiutati a diffondersi in tutto il paese.

Produttori di spore: Le piante vascolari possono riprodursi per spore proprio come fanno molte piante non vascolari. Tuttavia, la loro vascolarizzazione li rende visibilmente diversi dalle piante produttrici di spore più primitive che mancano di quel tessuto vascolare. Esempi di produttori di spore vascolari includono felci, equiseti e muschi.

Produttori di semi: Le piante vascolari che si riproducono per seme sono ulteriormente suddivise in gimnosperme e angiosperme. Le gimnosperme come pini, abeti, tassi e cedri producono i cosiddetti semi "nudi" che non sono racchiusi in un'ovaia. La maggior parte delle piante e degli alberi da fiore, fruttiferi e ora sono angiosperme.

Esempi di produttori di semi vascolari includono legumi, frutti, fiori, arbusti, alberi da frutto e aceri.

I produttori di spore vascolari come equiseti riprodurre attraverso alterazione delle generazioni nel loro ciclo di vita. Durante stadio sporofito diploide, le spore si formano sul lato inferiore della pianta che produce spore. La pianta sporofita rilascia spore che diventeranno gametofiti se atterrano su una superficie umida.

I gametofiti sono piccole piante riproduttive con strutture maschili e femminili che producono spermatozoi aploidi che nuotano verso l'uovo aploide nella struttura femminile della pianta. La fecondazione si traduce in a embrione diploide che cresce in una nuova pianta diploide. I gametofiti in genere crescono vicini tra loro, consentendo la fertilizzazione incrociata.

La divisione cellulare riproduttiva avviene per meiosi in uno sporofito, con conseguente spore aploidi che contengono la metà del materiale genetico della pianta madre. Le spore si dividono per mitosi e maturano in gametofiti, che sono piccole piante che producono uova e sperma aploidi da mitosi. Quando i gameti si uniscono, formano zigoti diploidi che crescono in sporofiti tramite mitosi.

Ad esempio, la fase dominante della vita del felce tropicale – quella grande e bella pianta che prospera in luoghi caldi e umidi - è lo sporofito diploide. Le felci si riproducono formando spore aploidi unicellulari tramite meiosi sul lato inferiore delle fronde. Il vento disperde ampiamente le spore leggere.

Le spore si dividono per mitosi, formando piante viventi separate chiamate gametofiti che producono maschio e gameti femminili che si fondono e diventano piccoli zigoti diploidi che possono crescere in enormi felci da mitosi.

Piante vascolari produttrici di semi, una categoria che comprende 80 percento di tutte le piante sulla Terra, producono fiori e semi con un rivestimento protettivo. Sono possibili molte strategie riproduttive sessuali e asessuate. Gli impollinatori possono includere vento, insetti, uccelli e pipistrelli che trasferiscono granelli di polline dall'antera (la struttura maschile) di un fiore a uno stigma (la struttura femminile).

Nelle piante da fiore, la generazione del gametofito è una fase di breve durata che si svolge all'interno dei fiori della pianta. Le piante possono autoimpollinarsi o incrociarsi con altre piante. L'impollinazione incrociata aumenta la variazione nella popolazione vegetale. I grani di polline si spostano attraverso il tubo pollinico verso l'ovaio dove avviene la fecondazione e si sviluppa un seme che può essere incapsulato in un frutto.

Ad esempio, orchidee, margherite e fagioli sono le più grandi famiglie di angiosperme. I semi di molte angiosperme crescono all'interno di un frutto o polpa protettiva e nutriente. Le zucche sono frutti commestibili con polpa e semi deliziosi, per esempio.

tracheofite (piante vascolari) si adattano bene all'ambiente terrestre a differenza dei loro cugini marini ancestrali che non potevano vivere fuori dall'acqua. Tessuti vegetali vascolari offerti vantaggi evolutivi su piante terrestri non vascolari.

Un sistema vascolare ha dato origine a ricchi diversificazione delle specie perché le piante vascolari potrebbero adattarsi alle mutevoli condizioni ambientali. In effetti, ci sono circa 352.000 specie di angiosperme di varie forme e dimensioni che ricoprono la Terra.

Le piante non vascolari in genere crescono vicino al suolo per accedere ai nutrienti. La vascolarizzazione consente alle piante e agli alberi di crescere molto più in alto perché il sistema vascolare fornisce a meccanismo di trasporto per distribuire attivamente cibo, acqua e minerali in tutto il corpo della pianta. Il tessuto vascolare e un apparato radicale forniscono stabilità e una struttura fortificata che supporta un'altezza senza precedenti in condizioni di crescita ottimali.

I cactus hanno sistemi vascolari adattativi per trattenere efficacemente l'acqua e idratare le cellule viventi della pianta. Enormi alberi nella foresta pluviale sono sostenuti da radici quadrate alla base del loro tronco che può crescere fino a 15 piedi. Oltre a fornire supporto strutturale, le radici di sostegno aumentano la superficie per assorbire i nutrienti.

Le piante vascolari svolgono un ruolo fondamentale nel mantenimento dell'equilibrio ecologico. La vita sulla Terra dipende dalle piante per fornire cibo e habitat. Le piante sostengono la vita agendo come pozzi di anidride carbonica e rilasciando ossigeno nell'acqua e nell'aria. Al contrario, la deforestazione e l'aumento dei livelli di inquinamento influiscono sul clima globale, portando alla perdita di habitat e all'estinzione delle specie.

I reperti fossili suggeriscono che le sequoie, che discendono dalle conifere, sono esistite come specie da quando i dinosauri dominavano la Terra durante il periodo giurassico. Il New York Postsegnalato nel gennaio 2019 che, per mitigare gli effetti dei gas serra, un gruppo ambientalista con sede a San Francisco ha piantato alberelli di sequoia clonati da antichi ceppi di sequoia trovati in America che sono cresciuti fino a 400 piedi alto. Secondo il Inviare, queste sequoie mature potrebbero rimuovere oltre 250 tonnellate di anidride carbonica.