Il corso viene effettuato in Italiano, sebbene gli studenti vengano introdotti all'uso di termini, a interpretare grafici e tabelle in Inglese.
Contenuto del corso
Il corso riguarda l'evoluzione delle piante terrestri a partire dalle Briofite fino alle Angiosperme. Particolare attenzione viene data alla morfologia in relazione alla biologia riproduttiva ed embriologia delle Embriophyta in un contesto comparato. Il corso è integrato da esercitazioni di laboratorio sulla morfologia ed il riconoscimento dei principali gruppi di Embriophyta.
1) SIMPSON M.G., 2010 – Plant Systematics. 2nd. Ed. Associated Press (Elsevier), Amsterdam.
2) GIFFORD E.M. & FOSTER A.S., 1989 – Morphology and Evolution of Vascular Plants. 3rd. Edition. W.H. Freeman, San Francisco, CA, USA.
Si ricorda che i libri sono solo una guida al corso e che durante le lezioni molte informazioni sono riprese da articoli scientifici recenti, oltre a grafici ed immagini inedite coperte da copyright e quindi non disponibili se non frequentando le lezioni. Si consiglia di frequentare la nostra Biblioteca Botanica ricca di testi sia consigliati che non, questi ultimi ad integrazione di argomenti, oltre alla consultazione di riviste scientifiche menzionate durante le lezioni.
Obiettivi Formativi
Gli obiettivi formativi che si auspicano per questo corso consistono nella acquisizione dei processi evolutivi ed adattativi delle piante terrestri in una visione comparata rispetto alle nozioni acquisite nel corso di Botanica I. La capacità di capire ed esporre le relazioni filogenetiche tra i gruppi studiati sia su base neonatologia che paleontologica vegetali, il riconoscimento e le tecniche da adottare su base morfologica, macro- e microscopica, la acquisizione del linguaggio nomenclaturale in Botanica come strumento di comunicazione biologica della diversità vegetale, sono tra gli aspetti formativi a cui il docente e gli studenti devono mirare in questo corso. Il corso deve dare basi solide di informazioni su cui costruire aspetti applicativi da sviluppare in altri corsi nel contesto della tutela e conservazione del paesaggio e della biodiversità.
Prerequisiti
Il corso prevede come priorità obbligatoria l'aver seguito e superato il corso di Botanica I, oltre a vedere come fondamentali conoscenze di Biologia Generale, Chimica Generale Inorganica e Organica, Climatologia.
Metodi Didattici
Il corso di Botanica II prevede lezioni frontali intervallate da esercitazioni di laboratorio a complemento delle nozioni acquisite in fase frontale. Non sono previste valutazioni intermedie. Il corso di 9 crediti formativi si articolai un due parti: primo semestre (6 CFU) fino alla introduzione delle Angiosperme, secondo semestre (3 CFU) focalizzato sulle Angiosperme.
Altre Informazioni
Gli esami sono fissati secondo il calendario ufficiale dell'Ateneo fiorentino. Non sono previsti esami straordinari al di fuori del calendario ufficiale. Qualora durante la preparazione dell'esame lo studente debba chiedere chiarimenti può farlo contattando il docente per email e fissare un appuntamento oppure richiedere una risposta sempre via email.
Modalità di verifica apprendimento
La prova finale è in unica soluzione, in Italiano, e consiste nel riconoscimento di un preparato microscopico e in un colloquio in cui il candidato deve dimostrare la capacità di collegamento e di analisi comparativa degli argomenti trattati durante il corso con riferimenti anche al precedente corso di Botanica I.
Programma del corso
Evoluzione algale e conquista della terra. Bilancio idrico. Sporopollenina, cutina. Organizzazione somatica parenchimatica e comparsa dell' organo: organizzazione cormofitica (cormofite). Archegonio, anteridio, sporotecio (archegoniate). Oogamia e comparsa dell' embrione (embriofite). Alternanza di generazione, distinzione dei ruoli e antagonismo tra gametofito e sporofito. Dispersione sporiale ed ortotropia. Rapporti di dipendenza tra gametofito e sporofito. Procormofite. Modello briofitico e modello tracheofitico.
Briofite (Bryophyta)
Rapporti gametofito–sporofito e prospettive evolutive. Le briofite attuali. – Marchantiopsida (Epatiche). Organizzazione somatica e ciclo riproduttivo. – Anthocerotopsida (Anthoceros). Organizzazione somatica e ciclo riproduttivo. – Bryopsida (Muschi). Organizzazione somatica e ciclo riproduttivo.
Tracheofite
Rapporti gametofito–sporofito e prospettive evolutive. Il fusto. Struttura primaria. Meristema apicale. Ramificazione e bilancio energetico. – Pteridofite e spermatofite.
Le prime Tracheophyta
Comparsa della lignina. Il tessuto conduttore. La stele. – Rhyniophyta – Teoria telomica. Evoluzione del sistema di ramificazione: dall' organizzazione dicotomica alla pseudomonopodialità. – Zosterophyllophyta. – Trimerophytophyta. – La comparsa della foglia. Microfilla e macrofilla. La comparsa della radice.
Le pteridofite microfillate
Interpretazione filogenetica della microfilla: teoria telomica e teoria dell'emergenza corticale.
Lycopodiophyta. Generalità. La radice. Isosporia ed eterosporia. Sporofilli. – Lycopodiales. Organizzazione somatica e ciclo riproduttivo. – Selaginellales. Organizzazione somatica e ciclo riproduttivo. Eterosporia. Microsporofillo, microsporotecio, microspora; macrosporofillo, macrosporotecio, macrospora. Sviluppo endosporico dei gametofiti. – Lepidodendrales. Accrescimento secondario nel fusto. Comparsa dell'albero tra i licopodi. – Isoëtales. Organizzazione somatica e ciclo riproduttivo.
Monilophyta: Equisetophyta. Equisetales: Equisetaceae. Organizzazione somatica e ciclo riproduttivo. – Equisetales: Calamitaceae. Accrescimento secondario nel fusto. Comparsa dell'albero tra gli equiseti.
Psilotales, Ophioglossales e Marattiales. Eusporangio e leptosporangio.
Polypodiophyta
Comparsa, sviluppo, interpretazione filogenetica e ruolo della macrofilla. Fusto. Evoluzione della stele. Radice. – Felci eusporangiate. Ophioglossales. Organizzazione somatica e ciclo riproduttivo. – Felci leptosporangiate isosporee. Polypodiales. Organizzazione somatica. Ciclo riproduttivo. Riproduzione anfimittica ed apogama. – Felci leptosporangiate eterosporee. Marsileales. Salviniales.
Progymnospermophyta
Eustele. Struttura secondaria nel fusto. Cambio cribro–legnoso. Legno omoxilo.
Spermatofite
Rapporti gametofito–sporofito e prospettive evolutive. Ovulo e seme. Microspora e granulo pollinico. Impollinazione. Evoluzione del sistema di ramificazione: monopodialità, simpodialità.
Le prime gimnosperme. Pteridospermophyta. Preovulo. Legno manoxilico e picnoxilico.
Cycadophyta. Caratteri vegetativi. Megasporofilli. Microsporofilli. Ovulo. Endosperma primario. Granulo pollinico. Ciclo riproduttivo. Seme.
Gimnosperme etertoblastiche. Eteroblastia ed eterofillia. Macroblasti e brachiblasti. Nomofilli, catafilli, brattee. Gemma. Quiescenza del seme.
Ginkgophyta. Caratteri vegetativi e riproduttivi. Ovulo. Endosperma primario. Granulo pollinico. Ciclo riproduttivo. Seme.
Pinophyta. Caratteri vegetativi. Fusto. Foglie. Coni microsporangiati e coni ovuliferi. Ovulo. Endosperma primario. Granulo pollinico. Ciclo riproduttivo. Embrione. Seme.
Gnetophyta. Caratteri generali. Ephedrales, Gnetales, Welwitschiales. Caratteri vegetativi. Ciclo riproduttivo.
Sistematica delle Angiosperme.
Magnolide, Mocotiledoni, e Eu-dicotiledoni. Il problema delle Angiosperme basali. Principali ordini, e problematiche filogenetiche.
Morfologia delle Angiosperme.
Ciclo vitale di una Angiosperma: piante annuali, bienni e perenni; forme biologiche di Raunkiaer. Organografia generale, radice (allorrizica e omorrizica); radici a trampolo, radici avventizie, fillocladi; fusto, piante monoculi e policauli: alberi, arbusti, frutici, suffrutici, liane; ramificazione monopodiale e simpodiale; modificazioni del fusto; rizomi, stoloni, bulbi, rizo-tuberi; gemme; foglia: fillotassia e morfologia fogliare (forma, margine, nervature, base fogliare, superficie fogliare), stipole, pulvini, articolazioni; foglie semplici e composte: paripennate e imparipennate; modificazioni della foglia: piante succulente, cirri, foglie di piante insettivore.
Morfologia fiorale.
Fiore: perianzio, androceo e gineceo. Fiori completi e incompleti. Fiori ermafroditi, unisessuali, monoici e dioici. Fiori gamosepali/petali e dialisepali/petali; simmetria fiorale. Androceo: stami monadelfi, poliadelfi, diadelfi, singenesi, tetradinami e didinami. Gineceo: apocarpo, sincarpo, policarpo. Simmetria fiorale. Ovario supero (fiori ipogini), ovario infero (fiori epigini), ovario medio/seminfero, ipanzio. Placentazione. Infiorescenze: definite e indefinite.
Biologia Riproduttiva delle Angiosperme.
Androceo, stami (microsporofilli), microgametogenesi, polline bi- trinucleato, struttura di un polline. Gineceo, pistillo (stigma, stilo, ovario), ovuli e loro sviluppo; ovulo maturo e sue componenti; megagametogenesi nelle Angiosperme. Interazione stigma-polline, germinazione del polline e penetrazione (ruolo delle sinergidi), doppia fecondazione e suo significato evolutivo. Sviluppo embrionale.
Impollinazione. Cenni sulla sua evoluzione in relazione all’habitat. Caso delle Poaceae. Anemofila, entomofila e zoofila. Funzione vessillare del perianzio. Impollinazione acquatica e sue modalità.
Ciclo sessuale nelle Angiosperme: aplodiplontia e suo significato nel contesto evolutivo delle Tracheofite.
Embriologia comparativa tra Gimnosperme, Angiosperme basali, e Angiosperme.
Frutti.
Frutti mono- pluricarpellari. Frutti semplici, aggregati e multipli. Frutti secchi: indeiscenti (achenio, noce, samara, cariosside) e deiscenti (legume, siliqua, siliquetta, capsula e follicolo). Frutti carnosi: drupa, bacca. Frutti carnosi delle Rosaceae. Frutti multipli: siconio (fico) e sorosio (ananas, annona). Semi e loro morfologia generale. Dimorfismo spermatico.
Preambolo metodologico sulla Tassonomia Vegetale. Livelli morfologici di indagine (endofenotipo e esofenotipo). Classificare e identificare. Approccio artificiale, naturale, fenetico, filetico, cladistico: retrospettiva storica. Micro- macroevoluzione (classificazione).
Raccolta di materiale botanico: perché, come e quando. L’erbario: come si allestisce e si conserva. L’erbario e la sua valenza didattica e di ricerca.
Famiglie di Dicotiledoni:
Asteraceae (Compositae)
Caryophyllaceae
Brassicaceae (Cruciferae)
Fagaceae
Lamiaceae (Labiatae)
Fabaceae (Leguminosae, Faboideae/Papilionioideae) Oleaceae
Ranunculaceae
Rosaceae
Monocotiledoni
Araceae
Alliaceae
Orchidaceae
Poaceae (Gramineae)