Briofite: caratteristiche generali, filogenesi, classificazione, riproduzione

I briofiti o i briofiti, noti anche come muschi, sono piccole piante non vascolari che crescono in ambienti umidi e su varie superfici come rocce, suolo, tronchi, tra gli altri. Sono conosciute circa 24.000 specie e grazie alla loro capacità di tollerare vaste gamme di temperature sono distribuite in artico, tropicale e persino nei deserti.

Storicamente, questo gruppo è stato classificato in tre gruppi principali: epatico, antoceronte e muschio. Allo stato attuale, questa classificazione è considerata parafiletica, poiché gli antoceroti sono più legati alle piante vascolari che al resto dei briofiti.

Le briofite, come le piante, contengono una serie di pigmenti come clorofilla, caroteni e xantofille. Il suo ciclo di vita include un processo di alternanza di generazioni, chiamato gametofito e sporofito.

Ogni generazione differisce dall'altra in termini di numero di cromosomi, forma e funzione. Hanno anche una riproduzione asessuata da processi di gemmazione e frammentazione.

Grazie alla loro sensibilità, i briofiti sono utili nelle aree di conservazione, poiché funzionano come un indicatore ambientale dell'inquinamento atmosferico.

Molte volte, a causa della loro somiglianza morfologica, alcune alghe o licheni sono chiamate "muschi" in modo errato. Allo stesso modo, il termine "muschio" e "bryophyte" è stato usato molto liberamente nella letteratura. A rigor di termini, i muschi o i briofiti sono un clade che non include gli epatici e gli antidepressivi.

Caratteristiche generali

I botanici dividono i loro organismi di studio in due grandi gruppi di piante terrestri: briofite o piante non vascolari e tracheofite o piante vascolari.

Le briofite sono caratterizzate da piccole dimensioni e crescono in strutture altamente confezionate che ricordano un cuscino o un cuscino. Li troviamo su vari tipi di rocce e tronchi nel terreno e come epifiti negli alberi delle foreste.

Tutti i briofiti sono ecologicamente persistenti e la fase che esegue i processi fotosintetici è il gametofito che è aploide. La fase sporofita è diploide e cresce come una radice senza rami e uno sporangio terminale. È caratterizzato da un'esistenza effimera e vive ancorato al gametofito per motivi nutrizionali.

Morfologicamente, le sue strutture possono assomigliare a quelle di una pianta vascolare. Nel gametofito si possono distinguere i rizoidi e le piccole "foglie" acute. Tuttavia, differiscono da loro per alcune caratteristiche.

Sebbene i briofiti manchino di veri tessuti vascolari responsabili del trasporto di zuccheri e altri nutrienti, hanno strutture omologhe chiamate idroidi. Queste piante non formano mai lo xilema, il tessuto conduttore lignificato responsabile del trasporto di sali e acqua nelle piante vascolari.

habitat

Le briofite hanno un livello relativamente ampio di tolleranza ambientale. Possono vivere e prosperare in ambienti caldi e temperati, umidi o ombreggiati. Possono anche essere trovati nelle paludi.

Una specie particolare è il genere Sphagnum o muschio di torba che copre l'1% della superficie del mondo intero. Tra le sue peculiarità c'è la conservazione di immense quantità d'acqua, da 20 a 30 volte il suo peso.

filogenesi

La filogenesi che comprende le piante con gli stomi è divisa in due grandi rami, uno conduce alle piante degli steli incipienti - gli anterofiti - mentre l'altro percorso conduce alle piante con sistemi di conduzione altamente efficienti.

Questo ultimo gruppo è noto come hemitrakeofitas e comprende briofiti o muschi, con un sistema di conduzione rudimentale e tracheofiti, che include piante vascolari dotate di veri vasi conduttivi.

Come la filogenesi dei briofiti è cambiata nel corso degli anni, faremo una descrizione basata su uno schema temporale:

Prospettiva storica

I tre lignaggi conosciuti di briofite sono epatico, antoceronte e muschio. La relazione tra loro rimase sconosciuta per molti anni ed era una delle domande più importanti nella biologia evolutiva delle piante.

Molte delle ipotesi sollevate includevano differenti disposizioni dell'albero, considerando comunemente i briofiti come un grado dei tre lignaggi monofiletici menzionati sopra.

Alcuni autori sostenevano che i liverworts fossero il gruppo gemello dell'altro embriofitas, e altri proponevano gli antracotteri come gruppo gemello.

Precedentemente i briofiti erano considerati come un unico phylum, che si trovava in una posizione intermedia tra le alghe e le piante vascolari.

Filogenesi correnti

La biologia molecolare e l'esistenza di potenti programmi per computer hanno rivoluzionato la ricostruzione delle filogenesi, consentendo l'analisi di una grande quantità di dati. Quindi, le filogenesi ottenute usando caratteri morfologici possono essere supportate.

Attualmente sono state raggiunte diverse conclusioni. È ormai accettato che i tre gruppi di bryophytes citati comprendono tre lignaggi evolutivamente separati.

Usando le caratteristiche strutturali del genoma e dati di sequenza si è scoperto che gli antocerotidi sono il parente più vicino ai tracheofiti.

classificazione

Le specie bifofile sono classificate in tre phyla: Marchantiophyta (liverworts), Bryophyta (muschi) e Anthocerotophyta (anthocerotes). Come discusso, non formano un gruppo monofiletico - un gruppo che contiene l'antenato comune più recente e tutti i suoi discendenti - quindi rappresentano una laurea nell'evoluzione degli embryophytes.

Dei tre gruppi, troviamo la più grande diversità di muschi, con oltre 15.000 specie finora riconosciute.

epatiche

Gli epatociti di solito vivono nelle zone tropicali dell'America. Le sue dimensioni sono piccole, anche se alcune specie possono raggiungere i 30 cm. Il protonema è globoso, il gametofito è un semplice tallo o con camere d'aria.

Le "foglie" sono disposte su tre colonne e divise in più di due lobi, senza una vena media. Non hanno stomi e hanno organelli speciali chiamati corpi di oleaso.

hornworts

Sono caratterizzati da un protonema globoso, la forma del gametofito è semplice tallo. Presentano un plastid e un pirinoiodes.

muschi

I muschi sono un gruppo cosmopolita diviso in tre ordini: bryales, sphagnales and andraeales. Il protonema è filamentoso e la disposizione delle "foglie" è a spirale e con la presenza di una vena media. Non presenta organelli speciali.

A differenza dei gruppi precedenti, il rizoide è marrone e composto da diverse cellule. Gli stomi sono presenti nella capsula sporofita, che è complessa con un opercolo, un tek e un collo.

riproduzione

I briofiti hanno un ciclo vitale che coinvolge due generazioni: il gametofito e lo sporofito. La prima cellula del gametofito è la spora che durante la germinazione viene trasformata in una struttura filamentosa, laminare, globosa, tra le altre denominata protonema.

Il protonema

Il protonema è fissato a terra da appendici prive di clorofilla chiamate rizoidi. Dal protonema origina un'epidemia che, a sua volta, origina un gametofito complesso.

Questa struttura è la fase aploide del ciclo vitale ed è caratterizzata dall'avere un tallo piccolo, appiattito o fogliato. In alcuni casi assomiglia a un'alga filamentosa morfologicamente.

Nel primo caso, il tallo è un nastro lobato che si ramifica in due e utilizza i rizoidi per ancorare al substrato. Al contrario, se il tallo è folioso, la struttura è costituita da un asse che assomiglia ad un gambo e da esso nascono foglie. Come nei petali appiattiti, foliosy sono fissati al substrato per mezzo di rizoidi.

Sebbene ci siano strutture che assomigliano a gambi, foglie e radici di piante vascolari, in briofite non ci sono vasi e questi organi sono più semplici.

Un'altra differenza è legata alla dotazione cromosomica, il gametofito è aploide mentre nelle piante le foglie, le radici e gli altri sono diploidi.

Il gametofito

Il gametofito produce strutture asessualmente, sebbene abbia anche organi sessuali. La riproduzione asessuata avviene per mezzo di gemme o frammenti del tallo. Se queste strutture si trovano in regioni con condizioni ambientali favorevoli, saranno in grado di sviluppare un protonema e un nuovo gametofito.

Allo stesso modo, gli organi sessuali sono conosciuti come archegonia (organo femminile nella forma di una bottiglia) e anteridia (organi maschili globosi) e possono essere localizzati differenzialmente.

Nei gametofiti taloidi, gli organi sessuali si trovano all'interno della pianta. Alcuni briofiti possono essere monoici e altri possono essere dioici.

Gli organi sessuali maschili producono un tipo di cellula con due flagelli chiamati anterozoidi. La presenza di acqua è essenziale affinché la fertilizzazione avvenga in quanto gli spermatozoi sono in grado di utilizzare i loro flagelli per nuotare a breve distanza. Ecco come avviene la riproduzione sessuale.

Lo sporofito

Man mano che l'oosfera si sviluppa, le cellule situate nel collo dell'archaegonium scompaiono e il suo contenuto viene rilasciato dalla rottura dell'apice. Gli anterozoidi vengono espulsi e solo uno di loro può aprire la copertura dell'oosfera. A questo punto si forma la prima struttura diploide: lo sporofito.

Lo sporofito si sviluppa per divisione cellulare fino a formare un piede e le altre cellule formano gli organi sporofiti. Le cellule del ventre dell'archaegonium danno origine a una struttura chiamata caliptra.

Rispetto al gametofito, lo sporofito ha vita breve e la struttura non è così interessante e attraente come il gametofito.

Il ciclo di vita descritto in precedenza è abbastanza simile nei tre gruppi di briofite, con l'eccezione che alcune strutture variano nella loro morfologia e disposizione.