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piante e funghi per la sostenibilità - Coggle Diagram

- - - - prospettivo future : aumento del tasso di crescita della popolazione questo comporterà una maggiore richiesta di cibo e risorse
        
        agricoltura: attenzione all'uso dei fertilizzanti azotati per il problema dell'eutrofizzazione e eccesso di ammoniacanell' atmosfera
        
        si dovranno utilizzare varietà migliorate, non solo più produttive ma anche più adatte ad essere coltivate in ambienti marginali.
        
        le piante possono contribuire alla sostenibilità ambientale.?
        
        si posso ripristinare gli equilibri naturale degli ecosistemi usando le piante?
- - - - risorsa economica:
        con l’addomesticamento e la coltivazione delle specie di interesse agrario (commercio e scambio).
        Il contributo delle piante l’ambito nutrizionale, alla cura della salute(molecole ad interesse farmacologico).
        
        Circa 50.000-70.000 piante medicinale ed aromatiche vengono utilizzate industrialmente.
      - Risorsa sociale: le piante vivono in insiemi definiti ‘popolazioni’ e popolazioni di specie diverse costituiscono le comunità.
        L’insieme delle comunità vegetali di un’area geografica costituisce la componente principale della vita di quel territorio, definendone le caratteristiche geografiche e condizionando la vita e le attività umane.
        Basti pensare ai rischi idrogeologici che si stanno manifestano con sempre maggiore intensità in tutto il mondo, in seguito a piogge più o meno intense, modificando drasticamente le città e la vita degli abitanti, tutto questo è in parte dovuto anche alla mancata cura e manutenzione delle comunità vegetali.
      - Risorse culturali: le piante, anche se meno degli animali, hanno da sempre accompagnato lo sviluppo delle civiltà e della cultura.
      - Con l’attività fotosintetica generano energia e ma ripuliscono l’aria e con le loro radici combattono i dissesti idrogeologici e bonificano suoli inquinati da composti tossici inorganici e organici.
  - - - La pianta fissa la CO2 presente nell’aria utilizzando l’energia chimica che deriva dalla trasformazione dell’energia luminosa derivante dal sole. Produce molecole organiche semplici che servono per costruire macromolecole complesse o per restituire energia per i processi metabolici della crescita. Attraverso le radici, magari anche in simbiosi con altri organismi, assorbe dal suolo sali minerali e acqua. Con la caduta delle foglie restituisce materiale organico al suolo che costituisce il substrato per la crescita dei microorganismi
        presenti nel terreno. Questi a loro volta degradano le macromolecole vegetali rilasciando elementi nutrivi al suolo.
  - - - Viticci: alcuni fusti o parti di esso possono diventare estremamente sottili e con dischi adesivi all’estremità per potersi attaccare a supporti, es. i viticci della vite. In alcuni casi i viticci possono essere foglie modificate.
      - Cladofilli: fusti che assumono la
        configurazione di foglie I cladofilli sono fusti fotosintetici appiattiti, sembrano foglie, ma in realtà hanno
        origine da una gemma ascellare. I cladofilli possono portare fiori, frutti.
        le vere foglie hanno le gemme alle loro ascelle mentre i cladofilli non ne hanno
      - Il TUBERO è un fusto che svolge la funzione di riserva può specializzarsi per tale funzione fino a modificare sensibilmente il suo aspetto.
      - Aculei: sono rami modificati che si sviluppano alle ascelle delle foglie. In alcuni casi possono essere foglie trasformate o emergenze dell’epidermide come nel caso degli aculei della rosa.
      - modificazioni di foglie
        
        I Cirri sono foglie modificate, analoghe ai viticci, con funzione di sostegno (es. piselli, cetrioli, zucca). Questi hanno una crescita indefinita, differentemente da tutte le altre foglie che hanno crescita definita, e reagiscono al contatto con substrati.
        
        Perule o squame delle gemme
        Sono foglie modificate per proteggere la gemma dal gelo e dall’azione disidratante del vento. Queste foglie non fotosintetizzano, sono coriacee, con cellule caratterizzate da pareti cellulari ricche di cere e cuticola o in alcuni casi una fitta peluria.
        
        LA FOGLIA E L'AMBIENTE
        
        La foglia è l'organo vegetale più influenzato dalle condizioni ambientali, e pertanto ha sviluppato numerosi adattamenti morfo-funzionali in risposta a queste sollecitazioni.
        L'epidermide fogliare è simile a quella del fusto principale, composta da cellule che sono strettamente collegate. Tuttavia, a meno che le piante crescano in ambienti con scarsa luminosità, le cellule epidermiche spesso mancano di cloroplasti
        
        Le cellule epidermiche fogliari sono dotate di una cuticola, che è costituita da depositi di composti lipidici sulle pareti esterne. Questa cuticola è essenziale per ridurre al minimo la perdita di acqua, soprattutto in ambienti caldi e secchi, contribuendo così alla regolazione della traspirazione
        La cutinizzazione è più estesa nell’epidermide superiore, la più esposta all’aria. Nelle piante dei climi aridi e caldi (xerofite) vengono depositati molti strati di cere all’esterno della cuticola per ridurre la traspirazione.
        
        APPROFONDIMENTO
        Le piante xeromorfe sono piante adattate a vivere in ambienti aridi o secchi, caratterizzati da scarse risorse d'acqua e condizioni ambientali difficili.
        adattamenti:
        
        Cuticola spessa: la cuticola è spessa e cerosa per ridurre l'evaporazione dell'acqua e proteggere i tessuti interni.
        
        Stomata ridotti: gli stomi sono ridotti in numero o profondamente incassati nelle cavità per ridurre la perdita d'acqua durante il giorno.
        
        Foglie modificate: Alcune piante xeromorfe hanno foglie molto piccole, o addirittura trasformate in spine o scaglie. Questi adattamenti riducono la superficie esposta all'aria e minimizzano la traspirazione.
        
        Radici profonde:
        
        Accumulo d'acqua: Alcune piante xeromorfe sono in grado di immagazzinare acqua nei tessuti delle foglie o degli steli,
        
        Peluria: Alcune piante xeromorfe hanno peli sulla superficie delle foglie o degli steli che aiutano a riflettere la luce solare e ridurre il calore, proteggendo così le piante dal surriscaldamento.
        
        Fotosintesi CAM: Alcune piante xeromorfe utilizzano un tipo di fotosintesi chiamato "metabolismo acido delle piante CAM" (Crassulacean Acid Metabolism) che consente loro di aprire gli stomi di notte invece che di giorno, riducendo così la traspirazione durante le ore più calde.
        
        RIDUZIONE DELL'AREA FOGLIARE
        alcune foglie di piante monocotiledoni hanno grandi cellule bulbiformi con parete sottili presenti a lato della nervatura centrale nella parte superiore della foglia.
        in condizioni i stress idrico queste cellule collassano parzialmente a causa della diminuzione di tutore portando all'arrotolamento della foglia e alla diminuzione della superficie traspirante
        
        Le foglie funzionano correttamente solo quando possono scambiare gas con l'atmosfera circostante sono sensibili all'inquinamento atmosferico.
        inquinanti sotto forma di particelle organiche o inorganiche, possono ostruire gli stomi delle foglie oppure i fluoruri una volta all'interno della foglia attraverso gli stomi, distruggono i tessuti interni agiscono come inibitori cellulosa sintasi.
        
        foglie diverse per specie diverse
        
        Nei cactus, le foglie sono altamente modificate, hanno la forma di spine.
        La loro funzione è quella protettiva, la fotosintesi viene svolta dal fusto. Il corpo succulento e ricco di acqua di queste piante rappresenterebbe un’ottima fonte di acqua per gli animali, ma la presenza delle spine li allontana.
        Queste foglie sono prive di parenchima ed i tessuti vascolari sono estremamente ridotti, il mesofillo è formato da fibre strettamente impacchettate, sulle cui pareti, a maturità si deposita lignina rendendole spesse e resistenti. Le cellule possono morire e conferire maggior rigidità
        
        Le foglie delle conifere sono bene adattate ad ambienti aridi. Si tratta di una foglia con evidenti adattamenti xeromorfici. L'epidermide, fortemente cutinizzata e lignificata, è accompagnata da un ipoderma meccanico costituito da fibre sclerenchimatiche che si
        interrompono in corrispondenza delle cripte stomatiche.
        L’endodermide o pseudo-endodermide è costituita da cellule a parete ispessita
      - Stoloni: sono fusti o rami modificati, si sviluppano nel terreno o in superficie ma parallelamente al suolo (plagiotropi). In genere lo stolone differenzia meno xilema di un fusto aereo e manca di tessuto meccanico. Ai nodi degli stoloni si formano le radici avventizie e sul lato opposto sviluppano germogli.
      - Rizomi: fusti ipogei, plagiotropi, con maggiori tessuti di riserva rispetto agli stoloni. In corrispondenza dei nodi possono formarsi piccole scaglie, che in realtà sono le vere foglie ma non crescono e non fotosintetizzano. All’ascella di queste scaglie si organizzano le gemme ascellari che allungandosi verso l’esterno formano i nuovi rami.
      - Un intero germoglio può modificarsi per la riserva, in questo caso si forma il BULBO.
        Il bulbo è costituito da un corto fusto conico e da numerose foglie modificate, la base fogliare è carnosa e ricca di sostanze di riserva.
        Es. di piante con bulbo: cipolla, giglio.. Bulbo-tubero: fusto ingrossato e carnoso, diversamente dal bulbo, ha foglie piccole e sottili, di consistenza papiracea e la funzione di riserva viene svolta dai tessuti del fusto carnoso.
        nel bulo le foglie diventano carnose
      - LE PIANTE SUCCULENTE
        
        Le piante succulente sono piante che hanno tessuti specializzati per l’accumulo e la conservazione dell’acqua.
        La sopravvivenza di queste piante è affidata alla loro capacità di trattenere acqua. I fusti verdi e carnosi dei cactus sono sia organi fotosintetici che di riserva.
        I tessuti che trattengono l’acqua sono costituiti da cellule parenchimatiche grandi e con parete spessa e prive di cloroplasti.
        In qualche pianta la funzione di riserva idrica è svolta da particolari cellule epidermiche del fusto grandi e con appendici, dette vescicole acquose.
      - radici modificate
        
        Radici come organi di riserva. Molte radici svolgono funzioni di riserva (es. Carota, barbabietola da zucchero).
        
        Le radici aeree, conosciute anche come radici avventizie, sono strutture prodotte dal fusto
        
        Radici aeree nel mais: Nel caso del mais, si fanno riferimento alle radici aeree dette "radici a trampolo". Queste radici si sviluppano dal fusto e possono aiutare la pianta a ottenere sostegno e nutrimento.
        
        Radici pneumatofore: Le piante che crescono in ambienti paludosi o poveri di ossigeno, come le mangrovie, sviluppano radici aeree specializzate chiamate pneumatofori che crescono verso l'alto (geotropismo negativo).
        
        Radici di piante parassite: Alcune piante parassite, come l'edera, vischio, orobanche e Cuscuta, , formano radici avventizie modificate dette austori capaci di penetrare nei tessuti della pianta ospite fino ad arrivare al cilindro centrale di queste ultime per poter collegare il loro sistema vascolare con quello dell’ospite.
        
        "parenchima aerifero" nelle radici, che rappresenta un adattamento all'ambiente acquitrinoso. La formazione dell'aerenchima, un tessuto aerifero, avviene tramite eventi di morte cellulare programmata (lisi delle cellule) o schizogenia (separazione delle cellule), consentendo così alle radici di ottenere l'ossigeno necessario.
        
        Adattamenti delle radici delle piante epifite (piante che vivono su altre piante).
        l velamen di alcune orchidee epifite è un’epidermide radicale costituita da diversi strati cellulari, protegge i tessuti interni e riduce la perdita d’acqua. In alcuni casi può anche assorbire acqua
        .Modificazioni del velamen: la presenza di cloroplasti,( formazione del clorechima) in alcuni casi, gli permette di svolgere la fotosintesi
        
        la radicazione avventizia
        
        radici si distinguono
        
        Radici primarie Si sviluppo dalla radichetta embrionale Si formano a partire dal periciclo delle radici mature in prevalenza in struttura primaria(Radici laterali o secondarie)
        
        Radici avventizie Si originano da radici mature in struttura secondaria (mai dal periciclo) Si sviluppano da diversi
        tessuti dell’ipocotile, del caule e delle foglie Si ottengono tramite colture in vitro
        
        La capacità di formare radici avventizie è una caratteristica fondamentale per la propagazione vegetativa in vivo (tramite talee o margotte) di molte piante, in particolar modo per le piante legnose, e per la loro micropropagazione in vitro.
        Spesso l’impossibilità a sviluppare un apparato radicale avventizio per specie legnose di elevato interesse commerciale rappresenta un fattore limitante per la riproduzione vegetativa mediante la micropropagazione. Un buon apparato radicale, formato anche da radici avventizie, è un requisito fondamentale per l’utilizzo di piante in progetti di bonifica ambientale
        
        genesi endogene:
        
        periciclo caulinare
        
        parenchima associato ai raggi
        
        regione fra periciclo e cambio
        
        floema e cambio interfascicolare
        midollo del caule
        
        cellule parenchimatiche associate allo xilema secondario, in particolare a livello delle lacune fogliari
        
        genesi esogene: tessuto epidermico e i primi strati corticali di gemme ed ipocotili
        
        Radicazione avventizia DIRETTA
        Il primordio radicale si sviluppa direttamente dalle cellule in prossimità del sistema vascolare dell’espianto primario (le cellule competenti sono presenti nel tessuto al momento della
        messa in coltura).
        
        Radicazione avventizia INDIRETTA
        La formazione delle radici è preceduta da una proliferazione cellulare che da origine ad una massa di callo ed è all’interno di questa massa cellulare che si organizzano i meristemoidi prima ed i primordi radicali poi (le cellule diventano competenti a radicare durante la coltura in vitro).
        
        passaggi della radiazione avventizia
        
        FASE INDUTTIVA
        
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        FASE ESPRESSIVA
        
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        Quindi un importante step nel processo di radicazione avventizia è la formazione ex novo dei meristemoidi
        radicali. Non tutti i meristemoidi si sviluppano in primordi radicali.
        
        Le piante vengono raggruppate in 3 gruppi in base alle loro capacità rizogeniche
        
        1) Piante che radicano facilmente La pianta ha un contenuto endogeno di sostanze (fitormoni inclusi) sufficiente all’induzione ed allo sviluppo dei primordi radicali. Frequente è la genesi diretta Es. Prunus avium, alcune varietà di melo
        
        2)Piante che posseggono tutte le sostanze necessarie per la radicazione ma bassi livelli di ormoni (auxine endogene insufficienti). E’ necessaria una somministrazione esogena di auxina per la radicazione.
        
        3) Piante recalcitranti alla radicazione Impedimenti meccanici e/o carenze nutritive rendono la radicazione avventizia in queste piante quasi impossibile. Es. Olea europea, Juglans regia, Prunus amigdalus
        
        Gli ormoni vegetali, noti anche come regolatori di crescita, giocano un ruolo fondamentale nell'induzione e nello sviluppo delle radici nelle piante. Ecco un riepilogo dei principali regolatori di crescita coinvolti nell'induzione radicale:
        
        Auxina:
        
        iAA (Acido Indoloacetico)
        
        IBA (Acido Indolilbutirrico)
        
        NAA (Acido Nafetalacetico)
        Ruolo: L'auxina svolge un ruolo cruciale nella fase sensibile all'auxina dell'induzione radicale. Promuove l'attivazione delle cellule competenti per lo sviluppo delle radici.
        
        L’auxina è il principale induttore della rizogenesi avventizia in molte piante e sistemi in vitro.
        E’ stato dimostrato che cellule non in grado di formare radici avventizie in pianta lo possono fare in vitro sotto stimolazione auxinica.
        E’ quindi possibile attraverso la
        coltura in vitro fare acquisire a cellule differenziate la competenza rizogenica.
        
        ma l’auxina come controlla la formazione delle radici avventizie?
        Quale sistemi abbiamo a disposizione per studiare il ruolo dell’auxina nel controllo della radicazione avventizia?
        
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        L’origine delle radici avventizie è simile a quella delle radici laterali e entrambi i processi sono sotto il controllo auxinico. In Arabidopsis normalmente si formano 1 o 2 radici avventizie alla base dell’ipocotile. Si originano dal periciclo dell’ipocotile e si formano esattamente come le radici laterali.
        
        Citochinine:
        
        Zeatina Kinetina 2iP (6-(gamma, gamma-dimetilallylamino)purina)
        
        6-benziladenina
        Ruolo: Le citochinine possono influenzare la radicazione in base al rapporto tra auxina e citochinine. Un rapporto favorevole all'auxina stimola la radicazione.
        
        Gibberelline:
        Ruolo: Le gibberelline hanno effetti variabili sulla radicazione. Concentrazioni elevate di gibberelline tendono a inibire la radicazione, mentre concentrazioni più basse possono promuoverla in alcune piante.
      - LO XILEMA secondario si modifica in base alla disponibilità si acqua e stadio di sviluppo delle foglie
        
        tanta acqua disponibile = legno primaverile con garbi vasi
        
        poca acqua disponibile = legno primaverile
      - presenti sull'epidermide fogliare
        
        presenti sia sul fusto che sull'epidermide fogliare troviamo i peli che si possono dividere a seconda della funzione: protezione limitazione della traspirazione o funzione secrettoria
        
        PELI GHIANDOLARI possono secernere soluzioni saline ( tricosi ghiandolari del sale) , nettare mucillagini e OE
        ad esempio:
        
        il tabacco i peli ghiandolare possono espellere cristalli contenti Cadimio e arsenico
        
        Fronde della felce Pteris vittata estrudono cristalli contenenti Cd e As
        
        Sull’epidermide sono presenti stomi e tricomi variamente distribuiti in funzione dell’età della pianta e soprattutto dell’ambiente in cui la pianta vive. La loro distribuzione però non avviene in modo casuale.
        
        Gli stomi possono essere presenti su entrambe le epidermidi delle foglie dorso-ventrali, ma in genere sono presenti solo sull’epidermide inferiore. In condizioni particolarmente calde ed aride sono collocati all’interno di cripte i cui bordi possono essere protetti da peli. Es nelle foglie delle piante della macchia mediterranea, negli aghi delle conifere
- - - - “ESCAPE”: la pianta previene o sfugge la condizione di stress (ciclo biologico:precocità e tardività, dormienza)
        Es. alcune piante del deserto germinano, crescono e fioriscono molto rapidamente dopo la stagione delle piogge. Completano il loro ciclo di vita durante il periodo di umidità adeguata e formare semi dormienti
        fuga dall'ombra e ri-orientamento della crescita verso la massima incidenza della luce (Linus piena fa anche un botto selettivo degli assi secondari)
      - “AVOIDANCE”: la pianta esclude lo stress: Ad es. riesce a mantenere un elevato turgore in condizioni di deficit idrico riducendo la densità stomatica o modificando la morfologia fogliare, oppure modifica lo sviluppo dell’apparato radicale per escludere la fonte dello stress
        Apparati radicali di piante di riso non esposte (Control)o esposte a metalli tossici
      - “TOLERANCE”: la pianta riesce a mantenere/modificando
        le principali attività metaboliche nonostante le condizioni stressanti (accumulo di prolina, accumulo di ABA, sintesi proteica).
        La prolina è un aminoacido apolare che ha funzioni di osmoprotettore nella cellula in forma libera, viene sintetizzato in rispsota a stress come carenza idrica, salinità, alte e basse temperature, tossicità da metalli pesanti
        
        Adattamento e acclimatamento’ sono entrambi condizioni per raggiungere la tolleranza a uno stress particolare. L'adattamento si riferisce alle modifiche morfologiche e fisiologiche ereditabili che aumentano la capacità della pianta di superare le condizioni di stress, richiede un tempo lungo per essere raggiunto e interessa l’intero genotipo. L'acclimatamento si riferisce a modifiche fisiologiche non ereditabile che si verificano nel corso della vita di una pianta quando questa è esposta gradualmente allo stress, richiede tempi brevi per essere raggiunto e riguarda la singola pianta. Per esempio, l'essiccazione lenta aumenta la resistenza alla
        siccità delle piante.