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BASI SISTEMATICA VEGETALE - Coggle Diagram
BASI SISTEMATICA VEGETALE
BOTANICA SISTEMATICA
(1)
branca della botanica che si occupa di studiare e comprendere la diversità degli organismi viventi.
in passato SCIENZA DESCRITTIVA: si occupava delle differenze fra taxa = TASSONOMIA
studi tassonomici forniscono elementi per CLASSIFICAZIONE
classificazione ≠ tassonomia: il secondo oggetto dell'altro, uso la tassonomia per creare un processo di classificazione.
(2)
OGGI
botanica sistematica si occupa di individuare tutti i rami dell albero evolutivo della vita e studiare i cambiamenti avvenuti nel corso dell evoluzione ai diversi rami in base alle caratteristiche della specie poste agli apici dei rami stessi.
l'ambizione della sistematica è ricostruire l albero filogenetico delle piante, cercando di capire come e quando sia avvenuta una mutazione per dare un dato carattere
SPECIE
MORFOSPECIE:
insieme di individui morfologicamente simili fra loro più di quanto non siano simili ad altri individui sulla base di carattere stabili e trasmissibili alla discendenza
concetto basato sul riconoscimento di minime differenze tra i taxa ed il rischio di errore ed elevato. è quindi idoneo solo se le caratteristiche distintive sono molto chiare e nette
sottospecie: variante morfologica di quella originaria.
SPECIE BIOLOGICA
la specie è costituita da popolazioni di individui in grado di incrociarsi fra di loro effettivamente o potenzialmente per produrre una discendenza a sua volta fertile, riproduttivametne isolate da altre popolazioni simili
definizione non sempre adattabile ai vegetali perché:
grande varietà di meccanismi riproduttivi che consentono ibridazione con progenie fertile anche tra specie diverse
non sempre possibile dimostrare infertilità nella stessa specie
le piante possono riprodursi anche per via asessuata e produrre quindi individui della stessa specie senza che avvenga gamia
SPECIE EVOLUTIVA
1961:
è una sequenza di popolazioni che discendono da un progenitore comune e che si evolvono separatamente da altre popolazioni simili in un certo luogo e per un certo periodo di tempo
1978:
la specie è una linea di popolazioni che mantiene la propria identità da altre linee simili, avendo una propria tendenza evolutiva ed un proprio destino storico
categoria astratta artificiale inventata dal uomo per schematizzare una realtà che è in continuo mutamento, sia nel tempo che nello spazio.
in botanica sistematica il concetto di specie morfologica è quello funzionale. la maggior parte delle specie oggi classificate nelle flore nazionali e mondiali sono basate sulle caratteristiche degli individui che le compongono
PERCORSO DELLA BOTANICA SISTEMATICA
primi passi della botanica nati dai filosofi antichi quali Aristotele e Teofraste che si interessarono su specie di interesse medicinale
nel periodo romano si sviluppano le scienze applicate e anche la botanica. Plinio il vecchio classificò oltre 600 specie
successivamente i romani ci fu la caduta della botanica sistematica che sopravvisse solo negli Orti semplici dei monasteri. periodo degli erbari figurati dove le piante venivano antropocizzate e raffigurate in base alle loro proprietà farmacologiche e gli organi su cui avevano effetto.
Andre Cesalpino considerato uno dei primi grandi per sistematica vegetale perché descrisse e classificò circa 1500 specie ed iniziò a creare dei raggruppamenti simili a quelli del nostro attuale sistema
Carlo Linneo nel 1700 inventò il sistema della nomenclatura binomia per cui ogni specie è designata da un binomio latino con il nome della specie. il binomio è univoco, i nomi di tutte le specie e le regole di attribuzione sono raccolte nel codice internazionale di nomenclatura botanica
Linneo cerca di classificare le specie con schemi precisi quindi introdusse i primi sistemi di classificazione artificiale ossia basato sui caratteri degli stami e quelli di altri organi riproduttivi in sub ordine
oltre al sistema di Linneo ne furono fati altri, ma il suo presentava 2 vantaggi principali:
1- sistema aperto in cui potevano aggiungere continuamente nuove entità
2- permetteva di classificare anche specie pressoché sconosciute sulla base di pochi caratteri
gli svantaggi però erano:
1- l arbitraria scelta dei caratteri diagnostici
2- in questi schemi non necessariamente le piante più simili di trovano vicine fra loro
3- sono basati su pochi caratteri sono dei ARTIFICIALI
in opposizione alla classificazione artificiale vi furono quelli naturali per evidenziare le vere affinità fra le specie con analisi di più caratteri sia riproduttivi che vegetativi
=> modello di J Ray che distinse nelle angiosperme mono e dicotiledoni in base all analisi delle caratteristiche dei semi e della loro germinazione.
con lo sviluppo dei sistemi naturali viene generalizzato e fissato l'uso delle principali categorie sistematiche o taxa ancora in uso : specie genere famiglia ordine classe divisione
-aceae - famiglia
-ales - ordine
-opsida - classe
-phyta - phylum
1800 fu un secolo importante per la scienza: Darwin con l origine della specie, quindi concetto di specie entra in crisi
tutti gli organismi ai diversi livelli della scala di classificazione sono interconnessi da parentele + o - forti
da Darwin i sistemi sono FILOGENETICI: i diversi taxa non devono essere raggruppati in unità superiore in base a somiglia, ma in base a supposte o reali dipendenze di origine
primi tentativi quindi di costruire gli alberi filogenetici
FILOGENESI: organismi disposti in base a supposte o reali dipendenze di origine
STRUMENTI DI COMPLESSITA' BIOLOGICA
i sistemi sviluppati da Anderson basati su analisi di molti caratteri per riunire specie affini risultavano + semplici e immediati => due discipline di analisi ed interpretazione della diversità biologica: FENETICA E CLADISTICA
in entrambi i casi le caratteristiche vengono dette caratteri, mentre frenetica crea una matrice con qualsiasi carattere, la classistica ci sono solo caratteri derivati ed ancestrali ossia quelli più importanti che sono rilevanti anche per l evoluzione
FENETICA:
valuta i rapporti tra gli organismi considerando tutti i caratteri disponibili senza dare peso filogenetico
anderson 1763, sneath and skal 1963
obiettivo rappresentare la similarità complessa e globale tra gli organismi viventi
il fenotipo riflette il genotipo
si ottiene una matrice di similarità con tutti i caratteri, l assenza di un carattere non conta
problema: tutti i caratteri hanno lo stesso peso
CLADISTICA:
interpreta gli organismi viventi in chiave evolutiva
Henning 1966 (Darwin)
obiettivo: rappresentare la gerarchia delle differenze evoluzionistiche
l'albero della vita riflette le relazioni genealogiche
si ottiene una matrice con caratteri derivati ancestrali pesati differentemente
problema: comprende la polarità dei caratteri
CARATTERI DELL CLADISTICA
ha come fine quello di interpretare i caratteri in chiave evolutiva ossia comprendere quale carattere derivato dal progenitore e quale è frutto di eventi indipendenti come convergenza evolutiva
riconosce i CLADI come insiemi di più unità tassonomiche che condividono caratteri derivati da un ancestrale comune. questi cladi sono raggruppati secondo parentele in cladogrammi
impone che i gruppi siano MONOFILETICI: composti da organismi derivati da un comune antenato.
questo di comtrappone ai POLIFILETICI: sistemi di classificazione che riuniscono organismi che presentano similarità morfologiche e non necessariamente derivati da antenati comuni
CARATTERI PLESIOMORFICI: caratteri comuni tra una specie ed il suo ancestrale
CARATTERE APOMORFICO: distaccano la specie dal suo ancestrale
DOGMA: un carattere apomorfico è destinato a diventare plesiomorfico cioè un carattere dei figli è destinato a divenire un carattere dei genitori.
partendo dall anilisi di caratteri plesiomorfici e apomorfici si può quindi impostare un albero con descrizioni che sono date per ciascuno dei discendenti ed antenati (che descrive tutte le caratteristiche dei taxa).
in alternativa è possibile indicare solamente solo i caratteri mutati, ossia mostrando solo le mutazioni che sono avvenute allora semplifico anche il grafico.
vi sono poi diversi modi di rappresentare le relazioni tra in relazione al fatto che i caratteri possono essere molti e multistato.
la cladistica non si accontenta di rappresentare le differenze ma vuole capire i cambiamenti dei caratteri durante l evoluzione ovvero sapere quali cambiamenti sono avvenuti prima e quali dopo. in pratica albero RADICATO
RADICAZIONE: permette di capire quali sono le specie ancestrali con caratteri quindi pleasiomorfici e come via via si siano sviluppate le altre
un albero radicato correttamente rappresenta l albero dell avita con tutti i cambiamenti avvenuti durante evoluzione e le parentele dirette ed indirette
CARATTERE
è una qualisiasi caratteristica misurabile, discreta, stabile di un organismo vivente
Carattere morfologico: strutture del fiore, foglia radici, tronco, parti anatomiche etc.
carattere molecolare: sequenze di geni del DNA nucleare o degli organelli
BINARI: presenza o assenza, come esempi piante legnose - erbose, piante a fiore - senza fiore, piante con sistema vascolare - senza
MULTISTATO: più varianti di uno stesso carattere, come le diverse infiorescenze nelle angiosperme
CARATTERI FENEETICA
la genetica si ispira ai metodi ma la sua esplosione si ebbe con i principi della tassonomia numerica di Sneath and Sokal che proposero metodi numerici per stabilire relazioni di affinità tra specie e gruppi tassonomici
i metodi fonetici non tengono conto in modo specifico delle relazioni evolutive: sei raggruppano gli organismi esclusivamente sulla base del numero di caratteri comuni senza considerare l'importanza dei caratteri stessi
Schema della fenetica:
ogni OTU viene descritta dal maggior numero di caratteri possibili e questi hanno tutti lo stesso peso
i caratteri devono essere espressi in modo quantitativo
i caratteri compongono una matrice che descrive e compara le diverse OTU
utilizzando coefficienti opportuni è possibile stimare le relazioni tra le OTU
i dati possono essere espressi con sistemi grafici