GIMNOSPERME: CARATTERISTICHE, CLASSIFICAZIONE ED ESEMPI DI SPECIE - BIOLOGIA - 2025

Le gimnosperme sono un gruppo di piante vascolari che hanno semi "nudi", ma non producono fiori. Come le angiosperme, questo gruppo di piante appartiene agli "spermatofiti" o piante superiori.

Le gimnosperme sono considerate da molti botanici come un gruppo gemello delle angiosperme (piante da fiore) e che gran parte delle attuali conoscenze di quest'ultimo gruppo è dovuta a studi sulle gimnosperme.

Fotografia di una foresta di conifere (Immagine di Johannes Plenio su www.pixabay.com)

Secondo le prove fossili e l'analisi bioinformatica, le gimnosperme e le angiosperme si sono discostate da circa 300 a 360 milioni di anni fa, durante il Carbonifero, uno dei periodi Paleozoici. Nonostante il fatto che attualmente ci siano solo circa 1000 specie, durante il Mesozoico queste erano le forme predominanti di vita vegetale.

Questo gruppo comprende le piante più grandi dell'intero regno vegetale, come i membri della specie Sequoia sempervirens (alta oltre 150 m) e il genere Metasequoia (oltre 100 metri).

All'interno del gruppo delle gimnosperme ci sono piante conosciute come pini (conifere), cicadee e ginkgo, tra gli altri.

Caratteristiche del gimnosperma

Si ritiene che esistano gruppi rappresentativi di gimnosperme che non sono variati in più di 100 milioni di anni, cioè mantengono molteplici caratteristiche ancestrali. Inoltre, sono piante a crescita molto lenta con una grande longevità.

Distribuzione

Queste piante sono distribuite in tutti i continenti, ad eccezione dell'Antartide. Circa due terzi di tutte le gimnosperme nella biosfera sono conifere, che costituiscono oltre il 35% delle foreste del mondo, soprattutto nelle zone più temperate.

http://www.majordifferences.com/2013/03/difference-between-gymnosperms-and.html#.WZbE6lFJaM9

Struttura

Tutte le gimnosperme sono piante legnose e perenni con abbondante crescita secondaria. Il suo corpo è diviso (sebbene rappresenti una singola unità) in fusto, radici e foglie. Differiscono dalle altre piante in quanto il corpo della pianta è lo sporofito o la generazione asessuata, che è quella che predomina per tutta la vita della pianta.

Hanno fusti e radici con abbondante crescita secondaria, fatto particolarmente importante nel gruppo delle conifere. La relazione tra le diverse aree di tessuto degli steli (corteccia, cambio vascolare, legno o tronco (xilema) e midollo) varia a seconda della specie.

Trasporto di acqua

Per quanto riguarda il trasporto dell'acqua nelle gimnosperme, queste differiscono dalle angiosperme in quanto il loro xilema è composto solo da cellule tracheidi (il che implica una capacità di trasporto inefficiente), mentre nelle angiosperme sono presenti sia tracheidi che vasi.

Le caratteristiche di conduzione idrica delle gimnosperme sono legate al tipo di foglia che queste piante presentano, che può essere di tipo aciculare (su rami corti) o grande "palma", ma in numero ridotto.

Riproduzione

Una delle principali caratteristiche delle gimnosperme, sebbene non l'unica che le definisce come un gruppo, è l'assenza di fiori e la produzione di semi "nudi". Si tratta di strutture in cui gli ovuli e i semi sono esposti sulla superficie di sporofille o altre strutture simili e non sono racchiusi in uno strato protettivo e nutritivo.

La fecondazione dell'ovulo che è contenuto nel gametofito femminile delle gimnosperme avviene grazie al trasporto passivo da parte del vento (anemofilo) dei granuli pollinici o del gametofito maschile completo fino in prossimità della cellula uovo (impollinazione).

Differenze tra l'ovulo di un'angiosperma e quello di una gimnosperma (Fonte: Tameeria su Wikipedia in inglese, tramite Wikimedia Commons)

Molte gimnosperme sono monoiche (i gametofiti femminili e maschili sono sulla stessa pianta), altre sono dioiche (strutture riproduttive femminili e maschili su piante separate).

Le strutture riproduttive di ciascun sesso sono raggruppate in strobili unisessuali, tuttavia, alcune specie hanno solo strobili maschili. Uno strobilo è un insieme di sporofili che producono sporangi.

Gli strobili di una gimnosperma (Fonte: Borgetti N., Isocrono D. (DISAFA) via Wikimedia Commons)

Le microsporofille producono macrospore produttrici di macrosporangia (gameti femminili), mentre i microsporofili producono microsporangia, responsabili della produzione meiotica di granuli di polline (gameti maschili).

Classificazione delle gimnosperme

Il gruppo delle piante di gimnosperme rappresenta i cinque lignaggi principali delle piante da seme ed è diviso in quattro sottoclassi, raggruppate all'interno della classe Equisetopsida e note come:

- Ginkgoidae: con una specie attualmente esistente.

- Cycadidae: con 297-331 specie suddivise in 10 generi. Sono tipicamente delle regioni tropicali americane e asiatiche.

- Pinidae: con 614 specie suddivise in 69 generi. Queste piante sono caratteristiche delle regioni temperate degli emisferi settentrionale e meridionale.

- Gnetidae: con 80-100 specie, suddivise in 3 generi.

Tra queste quattro sottoclassi, le gimnosperme contano circa 12 famiglie, 83 generi e circa 1000 specie.

Un fatto curioso è che, tra questi 83 generi, 34 di loro sono monotipici, cioè includono una singola specie; 22 sono composte da 2 a 5 specie e solo 3 generi hanno quasi 100 specie, che sono il genere Cycas, il genere Pinus e il genere Podocarpus.

conifere

La stirpe più estesa del gruppo delle gimnosperme è, senza dubbio, quella delle conifere, che si divide in 7 famiglie (anche se questo è stato oggetto di discussione da parte di molti sistematisti vegetali) queste sono:

- Taxaceae

- Podocarpaceae

- Araucariaceae

- Cephalotaxaceae

- Pinaceae

- Taxodiaceae

- Cupressaceae

Genophytes

Il gruppo delle gnetofite (sottoclasse Gnetidae) è composto da tre famiglie, tutte composte da un unico genere, ovvero:

- Ephedraceae

- Gnetaceae

- Welwitschiaceae

Cicadi

La classificazione delle cicadee è stata piuttosto controversa, tuttavia, pubblicazioni relativamente recenti hanno riconosciuto che questo gruppo è diviso in due famiglie, che insieme sommano fino a 10 generi:

- Cycadaceae

- Zamiaceae

Esempi di specie di gimnosperme

Le gimnosperme sono un gruppo molto importante, non solo dal punto di vista ecologico ma anche economico, perché oltre a funzionare nei cicli del carbonio della terra, sono un'importante fonte di resine, legno e anche droghe e cibo.

Sequoie

Un esempio indiscutibile di gimnosperme eccezionali è quello delle sequoie , appartenenti alla famiglia delle Taxodiaceae, delle conifere. Le sequoie sono attualmente limitate allo stato della California, negli Stati Uniti d'America, e le due specie esistenti sono note per la loro grande apertura alare, poiché la loro altezza media è lunga più di 100 metri.

Alberi di pino

I pini rappresentano anche uno dei gruppi più importanti e conosciuti all'interno delle gimnosperme, poiché non solo formano le foreste più estese del pianeta, ma hanno anche diversi usi industriali e sono intensamente sfruttati dall'uomo per l'estrazione del legno, la produzione di carta e l'ottenimento di resine, per esempio.

Ciclo di vita di una gimnosperma (Fonte: Jhodlof (fotografia dell'albero), JJ Harrison (fotografia dei coni femminili), Beentree (fotografia dei coni maschili), MPF (scala dell'ovulifero e fotografia dei semi), RoRo (diagramma del ciclo di vita finale) tramite Wikimedia Commons)

Ginkgo biloba

Una particolare specie di gimnosperma, il Ginkgo biloba , è anche ben nota all'interno di questo gruppo. Questa è l'unica specie dell'unico genere nella sottoclasse Gingkoidae e si ritiene che sia il più antico rappresentante di tutte le piante spermatofite che vivono oggi.

Riferimenti

1. Chamberlain, CJ (1935). Le gimnosperme. The Botanical Review, 1 (6), 183-209.
2. Lindorf, H., De Parisca, L. e Rodríguez, P. (1985). Botanica Classificazione, struttura e riproduzione.
3. Nabors, MW (2004). Introduzione alla botanica (n. 580 N117i). Pearson.
4. Raven, PH, Evert, RF e Eichhorn, SE (2005). Biologia delle piante. Macmillan.
5. Vidal, JA Piante senza fiore / con fiore. (Libro n. 589.3 V5.).
6. Wang, XQ e Ran, JH (2014). Evoluzione e biogeografia delle gimnosperme. Filogenetica molecolare ed evoluzione, 75, 24-40.