La belle verte » 2017 » marzo
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Mar
14
2017
0

Superbo muschio

 

Le Briofite (muschi) viventi sono rappresentate da circa 900 generi e quasi 24.000 specie. Non sono una parte cospicua della flora della Terra ma, nelle foreste pluviali, la biomassa vivente di muschi e epatiche può superare quella di tutte le altre piante. I muschi del genere Sphagnum, estremamente leggeri e permeabili, coprono circa l’1% della superficie terrestre e sono tra le piante più grandi della terra.

I muschi richiedono elevate quantità di acqua per compiere il loro ciclo vitale, e la maggior parte delle specie copre superfici non porose o semiporose, come rocce, alberi e strutture artificiali. In generale, i muschi abbondano in aree umide e ombreggiate, ma possono anche sopravvivere a lunghi periodi di disidratazione, ad esempio in deserti e tundre, e ne sono stati trovati anche nelle zone costiere dell’Antartide. Generalmente, hanno una capacità molto limitata di controllare l’assorbimento e la perdita d’acqua e la maggior parte delle specie è costituita da piccole piante, molte delle quali di altezza minore a 2 cm. Tra le prime piante pioniere a colonizzare la terraferma (a partire da 470 milioni di anni fa) ci furono proprio gli antenati degli attuali muschi, che per crescere estraevano, come fanno ancora oggi, minerali come calcio, magnesio, fosforo e ferro dalle rocce, alterando in tal modo anche il ciclo globale del carbonio, e quindi il clima, e aprendo la strada a specie colonizzatrici successive. Mi ha fatto sempre specie pensare a questa primordiale distesa verde avanzante su una terraferma che era praticamente priva di suolo e di vita, rocciosa e scabra.

Gametofito e sporofito di Dawsonia superba.

 

I muschi differiscono dalle piante vascolari vere dall’assenza di tessuto vascolare e dalla presenza di un gametofito (l’individuo che darà origine agli spermi, se maschio, o all’uovo, se femmina) indipendente dal punto di vista nutrizionale nel loro ciclo vitale. Il gametofito è a sessi separati, aploide (con metà del corredo genico). Quando gli spermi, veicolati dall’acqua, fecondano l’uovo del gametofito femminile, si origina lo sporofito diploide. Quest’ultimo crescerà sullo stesso gametofito femminile e darà origine alle spore. È facile riconoscere lo sporofito dal gametofito femminile perché si ha una forma a filamento allungati che termina con una capsula arrotondata e si erge dal “tappeto” verde sottostante di gametofiti. Rispetto alle piante superiori, dove lo sporofito domina sul gametofito, la situazione è quindi rovesciata.

Ciclo vitale di un muschio.

 

I muschi non sono piante vascolari (non hanno xilema e floema), e le loro foglie (filloidi) non sono vere foglie ma sono comunque specializzate per il trasporto e la conservazione dell’acqua. Un’altra caratteristica che li accomuna è l’assenza di stomi, presenti solo in alcuni dei loro sporofiti.


 

 

Le foreste pluviali sono particolarmente ricche di muschi, epatiche e licheni: il muschio Dawsonia superba (fino a 50 cm di altezza, anche se alcuni dicono di averne trovate fino a 70 cm), l’epatica fogliosa Plagiochila stephensonii (alta 25 cm), l’epatica frondosa Monoclea forsteri (alta 20 cm) e il lichene epifita Pseudocyphellaria coronata (larga 20 cm) sono esponenti incredibilmente grandi per ogni gruppo e sono molto diffusi in Nuova Zelanda, ma anche in Australia e Nuova Guinea.

Tappeti di Dawsonia superba.

 

In particolare, il muschio Dawsonia superba, il più grande muschio vivente, a uno sguardo disattento somiglia ad una piantina di pino, con la quale spesso viene confusa. Il fusto principale non è ramificato e porta foglie numerose e sottili di circa 20-35 mm di lunghezza, ognuna delle quali ha una guaina oblunga alla base che si restringe immediatamente in una lamina lunga e dentata (con 40-60 lamelle). Le lamelle sono alte 4-6 cellule, con le cellule terminali più larghe e ispessite di quelle sottostanti. Questo muschio (insieme ad altri muschi dei generi Polytrichadelphus, Atrichum, Polytrichum e Dendroligotrichum) cattura e trattiene l’acqua piovana sulla superficie superiore delle foglie. Si potrebbe pensare che l’acqua scorra giù ma invece è ancorata per capillarità sulla nervatura centrale della foglia (anche se parlare di “foglia” e “nervatura” per un muschio è alquanto improprio, ma giusto per rendere l’idea). Sulle nervatura centrale, infatti, ci sono file parallele di sottilissime lamelle. Una piccola porzione di acqua bagna gli spazi capillari tra le lamelle, e poi quest’acqua trattiene il resto dell’acqua per coesione (l’attrazione delle molecole di acqua tra di loro). In alcune specie di Dawsonia, la foglia direziona e intrappola l’acqua verso una specie di cilindro impermeabile, dove l’acqua non viene più persa per evaporazione. Inoltre, un rivestimento di cutina, una sostanza impermeabile, evita le perdite di acqua dalla pagina inferiore della foglia e dalla parte terminale delle lamelle. Nella sezione trasversale di Dawsonia superba, qui in basso, le foglie interne blu sono immature, mentre quelle rosse esterne sono mature. Su tutte, si possono vedere le lamelle parallele strettamente impilate lungo la nervatura centrale della pagina superiore della foglia. Le lamelle, oltre a catturare e trattenere acqua, sono anche fotosintetiche, e quindi aumentano considerevolmente la superficie dei muschi per intrappolare la luce.

Sezione trasversale di Dawsonia superba.

 

Una capsula dello sporofito di un muschio contiene almeno migliaia di spore, e alcune letteralmente milioni (65 milioni in Dawsonia, che ha spore piccole e capsule grandi). Fino a quando le spore non sono completamente mature, sono trattenute nella capsula da un solido coperchio chiamato opercolo. Appena sotto l’opercolo c’è un anello (a volte due) di dentini chiamato peristoma. Dopo che il coperchio cade, il peristoma controlla la dispersione delle spore: i dentini, una volta bagnati, si arricciano velocemente nella capsula, per poi raddrizzarsi altrettanto velocemente quando sono asciutti. In questo modo, durante i veloci cambi di umidità dovuti ai venti che spirano nel sottobosco, le spore nella capsula sono lanciate e rilasciate in aria. In Dawsonia superba (insieme ai piccoli muschi del genere Totula), i dentini sono sostituiti da lunghi filamenti arricciati e le spore sono lanciate fuori in aria mediante questi filamenti quando la capsula viene fatta vibrare dal vento o alla sollecitazione fisica dovuta al passaggio di insetti e animali. La capsula larga e piatta di Dawsonia ha la particolarità di avere un denso ciuffo di peli (detti peli peristomiali) lunghi e sottili all’apertura, con opercolo e caliptra (una specie di cappuccio che ricopre la capsula e che deriva dal gametofito originario) entrambi conici. La caliptra è inoltre coperta da peli, da cui il nome “Polytrichaceae”, la subclasse a cui il genere Dawsonia appartiene.

Peli peristomiali e spore (in verde) di Dawsonia superba (150X).

 

Dawsonia superba: a. pianta intera; b. filloide; c. sezione trasversale della lamella; d. sezione longitudinale della lamella; e. capsula, opercolo e caliptra (secca). Ingrandimento: b. e. 1 mm; c. d. 50 µm.

 

Al contrario di molti altri muschi, le Polytrichaceae hanno un sistema conduttore interno abbastanza specializzato. Gruppi specializzati di cellule – gli idroidi che trasportano acqua, e i leptoidi che trasportano i prodotti della fotosintesi – sono situate al centro del fusto, e in alcuni casi connettono questo con le nervature delle foglie. Questi tessuti sono strutturalmente simili allo xilema e al floema delle piante superiori. I tessuti conduttori, seppure primitivi, permettono a questi muschi di essere abbastanza alti e dal fusto relativamente spesso perché i prodotti della fotosintesi possono essere traportati facilmente al resto della pianta, e l’acqua e i nutrienti non sono assorbiti solo dalla superficie delle foglie ma anche dalle radici, per poi essere trasportati verso l’alto dai vasi conduttori.

Sezione longitudinale e trasversale degli elementi conduttori in Dawsonia spp.

 

Al posto delle radici, I muschi come Dawsonia hanno una rete estesa di rizoidi capillariformi, coperti da piccole papille, i quali si sviluppano dall’epidermide e sono in grado di assorbire e traportare l’acqua al resto della pianta.

È impossibile non riconoscere Dawsonia superba per via delle sue dimensioni, ma trovarla per la prima volta in habitat naturali è entusiasmante per ogni botanico o fisiologo vegetale che sia appassionato. Personalmente, sono rimato sbalordito dai tappeti di Dawsonia superba che si stendevano sotto i miei piedi, nel sottobosco della foresta pluviale: di primo acchito, non avrei mai pensato a un muschio ma poi mi sono convinto anch’io!

 

 

Grazie a loro, ho scritto:

 

Beever J (1992) The Mosses of New Zealand. K.W. Allison & John Child, Dunedin, New Zealand.

Ingrouille M, Eddie B (2006) Plants: Evolution and Diversity. Cambridge University Press, Cambridge, UK.

Malcolm B, Malcolm N (1989) The Forest Carpet. Ed. Craig Potton, Nelson, New Zealand.

Taylor TN, Taylor EL, Krings M (2009) Paleobothany. The Biology and Evolution of Fossil Plants. Academic Press, London, UK.

Wardle P (1991) Vegetation of New Zealand. Cambridge University Press, UK.

http://www.lescienze.it/news/2012/02/01/news/piante_clima_glaciazioni_estinzioni_di_massa_fiumi_alveo-827009/

 

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Mar
03
2017
0

Felci arboree

 

 

Le Pteridofite sono chiamate, in linguaggio comune, “felci”. Costituiscono il phylum più complesso e diffuso tra le piante che non differenziano semi. Hanno avuto il loro momento di massima diffusione nel Devoniano (intorno a 400 milioni di anni fa), quando erano di dimensioni gigantesche e i loro residui hanno dato origine poi ai giacimenti di carbon fossile che sfruttiamo oggi. Le felci comprendono sia specie erbacee che specie arboree (se ne conoscono 12.000 specie, la maggior parte delle quali tropicali). Come tutte le piante, le felci, hanno alternanza di generazioni, cioè è come se una stessa specie comprenda due individui distinti (non in termini di sesso, ma proprio di alternanza di generazioni). A differenza con le Angiosperme (piante con i semi), dove il gametofito (che produce gameti a maturità) si sviluppa sulla pianta madre (sporofito), e quindi non ha una vita completamente autonoma, nelle felci il gametofito è indipendente, una pianta a sé stante, al punto tale che è spesso difficile capire a quale sporofito corrisponda. La cosa è sorprendente e mi aveva stupito già ai tempi dell’università; è come se mio figlio fosse un animale completamente diverso da me, con un corredo cromosomico dimezzato, ma sia a sua volta in grado di dare origine ad un uomo!

Nelle felci, lo sporofito (per intenderci, la pianta con rizomi, radici, fusti e fronde; quella che vediamo facilmente) ha spore prodotte in sporangi racchiusi in organi particolari portati al di sotto delle fonde (sori). Le spore, a maturità, vengono diffuse dal vento e, germinando, danno origine a protalli aploidi, separati dalla pianta madre, e di piccole dimensioni. I protalli sono a tutti gli effetti gametofiti con degli organi chiamati anteridi e archegoni (presenti nella stessa pianta, che quindi è ermafrodita, o in gametofiti a sessi separati), i quali producono rispettivamente gameti maschili (anterozoi mobili) e femminili (oosfere immobili). Gli anterozoi, nuotando nell’acqua che inumidisce i protalli, arrivano negli archegoni e si fondono con le oosfere. Dallo zigote risultante si origina lo sporofito diploide, e il ciclo ricomincia. Gli sporofiti delle felci erano riuniti un tempo nelle Crittogame vascolari, in quanto piante prive di fiori ma con apparati conduttori ben differenziati.

Nei climi mediterranei, le felci sono tipiche piante di sottobosco, con eccezione della felce aquilina, che è eliofila, vive nelle radure e può diventare un’infestante. Questo perché l’umidità, come abbiamo detto, è essenziale per la loro riproduzione e per il loro sistema vascolare non così efficiente come quello delle Angiosperme. Il paese invece più ricco di felci è la Nuova Zelanda, dove, soprattutto nell’isola del Nord, le felci sono le piante forestali predominanti. La Nuova Zelanda è relativamente giovane in termini geologici, ma le sue piante e i suoi animali risalgono a un tempo molto lontano. Grazie al suo lungo isolamento, il Paese si presenta come un vero e proprio vivaio di piante particolari e assai varie, spesso esclusive del suo territorio. Il clima è piovoso, soprattutto nella North Island. Per chi si spinge nella foresta kiwi è impossibile non incontrare le felci arboree. La Nuova Zelanda è infatti una terra di felci, delle quali conta più di 80 specie.

 

Tra di esse si riconoscono con grande facilità la felce “mamaku” (felce nera; Cyathea medullaris), che arriva a 20 m di altezza ed è diffusa nelle gole umide di tutto il Paese. E’ la felce più alta e a rapido accrescimento, con fronde a ombrello alte fino a 6 m e larghe 2 m. Viene chiamata “nera” a causa del suo tronco nero e sottile, segnato da uno schema esagonale o ellittico laddove le fronde si distaccano. Le stipole (i gambi delle fronde) sono di colore blu-nero con una struttura ruvida, e le loro basi sono coperte da una peluria nera e luminosa. La base della felce è spesso molto ampia e rinforzata, e piena di radici aeree ingarbugliate. Per questa ragione, i Maori la utilizzavano per depositare e conservare il cibo, dal momento che era impenetrabile anche per i ratti. Le parti più tenere della pianta, tra cui i nuovi germogli non ancora dischiusi, la base delle stipole e il midollo tenero, erano mangiate fredde dopo essere state bollite in un forno di terra. Una curiosità, “Black Ferns” è il nome della squadra nazionale di rugby femminile della Nuova Zelanda, mentre il logo degli “All Blacks”, la fortissima squadra maschile, è una fronda di felce nera stilizzata.

 

 

 

Un’altra felce molto bella, nonché emblema della Nuova Zelanda, è la “ponga” o “kaponga” (felce argentata; Cyathea dealbata), una specie che arriva a 10 m di altezza e presenta, a maturità, fronde dalla caratteristica coloritura bianca sul lato inferiore, lunghe 1-4 m e larghe 4 m. Le fronde delle piante giovani non sono argentee, ma le piante immature possono essere comunque riconosciute dalle loro stipole color argento. I tronchi degli alberi maturi, nelle zone in cui si distaccano le fronde, hanno una struttura a pioli rivolti verso l’alto, di colore chiaro-argenteo. I Maori usavano il midollo delle stipole per curare malattie cutanee e i tronchi per costruire le pareti delle capanne. La felce argentata, peraltro, è assai diffusa nei loghi di molte aziende, oltre che sulle magliette di molti tra i più importanti marchi sportivi del paese. A novembre 2014, i kiwi sono stati chiamati a cambiare bandiera, cambiando la vecchia (con la Union Jack, retaggio dell’impero coloniale britannico, e la Croce del Sud) con una nuova raffigurante una felce argentata su fondo nero, bianco e blu. Quest’ultima bandiera era stata scelta con un primo referendum, tenutosi a dicembre, tra i cinque bozzetti finalisti di un concorso a cui ne erano stati inizialmente sottoposti oltre diecimila. I risultati del referendum, però, hanno finito per confermare la bandiera tradizionale.

 

 

 

La hen and chickens fern (in lingua maori, “manamana” o “mouki”; Asplenium bulbiferum) è anch’essa molto comune, ma più adattata a foreste più fresche di altura rispetto alle due precedenti. Presente anche in Australia. Produce tantissime fronde di colore verde-pallido (alte fino a 1,5 m e larghe 40 cm) che gradualmente si curvano verso il suolo. Le stipole sono nere e squamose alla base e verdi in alto, e hanno dei solchi sulla superficie superiore. Il nome comune (felce “gallina e polli”) è dovuto al fatto che si formano dei bulbilli (i polli) sulle sue fronde, i quali si distaccano, cadono sul suolo e si sviluppano in nuove piante per via vegetativa (senza passare dalla riproduzione sessuale). Le parti giovani delle piante erano cotte al vapore e mangiate ad insalata.

 

 

 

La crown fern (“piupiu”; Blechnum discolor), presente in molti tipi di foreste, cresce in grandi ciuffi a forma di corona con numerose fronde di colore verde opaco al centro e verde giada ai lati. Si trova nel sottobosco in forma di grandi colonie a causa del suo comportamento stolonifero (gli stoloni sono fusti orizzontali che si estendono nel suolo e formano nuove piante, come succede nelle fragole). In inverno, la felce a corona produce fronde fertili separate dalle altre e che crescono al centro della pianta. Queste fronde fertili sono marroni e a forma di lisca di pesce. Dal momento che non è mangiata da cervi e opossum, è spesso predominante, quasi infestante. Le piante più vecchie possono formare un tronco corto. I Maori mangiano le fronde non ancora dischiuse sia crude che cotte.

 

 

 

Infine, chiudo con l’elegante “wheki” (Dicksonia squarrosa), una delle felci arboree più comuni (2-6 m di altezza) in Nuova Zelada, che cresce dal livello del mare fino a 750 m di altitudine. Il tronco può formare “gemme” che poi sviluppano un proprio tronco, soprattutto se il tronco principale è danneggiato. Anche i rizomi sotterranei possono formare nuovi tronchi. Le fronde sono di colore verde scuro e dure al tatto, mentre la nervatura centrale delle fronde nuove è sospesa e appare come un gonnellino marrone.

 

 

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