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martedì 24 luglio 2018

Cosa Sono le Gimnosperme ? Quante Conifere Esistono ?

Nella scala evolutiva eravamo partiti dalle Briofite (es. Muschi), piante di dimensioni contenute, prive di un vero sistema vascolare e strettamente vincolate all'acqua, per poi passare alle Pteridofite (es. Felci), le prime piante vascolarizzate, in grado di conquistare la posizione eretta.
Fino a questo punto, però, tutte le piante avevano un ciclo vitale in cui si alternava una fase Aploide ad una Diploide e la moltiplicazione avveniva tramite la produzione di Spore, in quanto non erano ancora presenti i semi.

Le Gimnosperme sono le prime piante Spermatofite e con loro fa la comparsa il seme, che si sviluppa dalla fusione di un gamete maschile (polline) con uno femminile (ovulo).
Gimnosperme deriva dal latino e significa "a seme nudo", in quanto, a differenze delle Angiosperme, il seme non è circondato da un involucro carnoso derivante dall'Ovario, in altre parole non è avvolto da un frutto ed i semi sono (nella maggior parte dei casi) a diretto contatto con l'ambiente esterno.

Conifere sulle Alpi Italiane
Pineta

In molti usano indistintamente i termini Conifere o Gimnosperme, pensando che siano sinonimi; tuttavia, sebbene le Conifere (come il classico Pino) siano la divisione che conta il maggior numero di specie, non sono le uniche rappresentanti di questo gruppo di piante vascolari.

Le Gimnosperme apparvero sulla Terra circa 380 milioni di anni fa, in un'epoca dominata dalle Felci giganti.
Da metà Permiano il clima divenne più caldo ed arido e, a cavallo tra Permiano e Mesozoico (circa 250 milioni di anni fa), le Gimnosperme si imposero sulle felci, diversificandosi ed espandendosi ovunque.
Effettivamente questa "nuova tipologia" di Piante era più adatta a prosperare in ambienti secchi, poteva raggiungere dimensioni maggiori e, grazie ai semi, poteva riprodursi aspettando le migliori condizioni ambientali per la germinazione.

Oggigiorno le Gimnosperme contano circa un migliaio di specie, raggruppate in 14 famiglie che, se ci pensate, sono nulla in confronto alle oltre 250.000 specie di Angiosperme (piante a fiore) contemporanee.
Ciononostante, grazie alla loro rusticità e resistenza al freddo, le Conifere ricoprono ancora interi ecosistemi, come la Taiga (Foreste Boreali) e le vette più alte delle montagne, dove le uniche Angiosperme in grado di sopravvivere sono per lo più erbe od arbusti di piccole dimensioni.

Sebbene diverse tra loro, tutte le Gimnosperme condividono dei tratti comuni e distintivi, che elencherò di seguito :

  • Non possiedono veri e propri fiori e non producono frutti.
  • Gli organi riproduttivi vengono detti Coni (o Strobili), hanno sempre sessi separati (non esiste un organo ermafrodita) e sono solitamente entrambi presenti su un'unica pianta.
  • L'impollinazione è tipicamente anemofila (ad opera del vento), con l'eccezione di poche specie (non conifere) che sono impollinate da insetti primitivi e non dalle Api, le quali comparvero e si evolvettero in parallelo con le piante a fiore (Angiosperme).
  • Il processo di fecondazione-maturazione è lento e, in alcuni casi, può richiedere oltre 3 anni.
  • Il seme è nudo, ovvero non inglobato nel frutto. Nella maggior parte dei casi il seme è associato a squame legnose, che si raggruppano in una struttura volgarmente nota come Pigna. In rare eccezioni (vedi TassoGinkgo biloba) le scaglie legnose si riuniscono avvolgendo il seme e diventano carnose, dando l'illusione di essere frutti. Anche in questo caso, però, il seme è originariamente nudo e solo in seguito viene inglobato in questo "finto frutto".
  • Non esistono Gimnosperme erbacee, ovvero hanno tutte uno sviluppo arboreo/arbustivo e vanno in contro al processo di lignificazione.
  • Sono generalmente longeve e non esistono piante annuali (stagionali) o biennali, come succede con diverse specie di erbe e fiori selvatici.
  • La quasi totalità delle Gimnosperme sono piante sempreverdi.
  • L'embrione può essere policotiledone, dicotiledone, ma mai monocotiledone. (i cotiledoni sono le prime foglioline che spuntano dal seme).
  • Solo poche Gimnosperme si possono riprodurre per via vegetativa e, tendenzialmente, non emettono polloni basali. Fanno eccezione le piante che vivono in aree soggette a frequenti incendi, che hanno evoluto la capacità di emettere nuovi rami dalle radici, in seguito al danneggiamento della parte aerea. 

Cono Conifera

Coni e Nuova Vegetazione

Quanti Tipi di Gimnosperme Esistono ?

Il termine Gimnosperme non ha  reale valore a livello di filogenesi e sistematica, bensì è usato per riferirsi a tutte le Piante a Seme (Spermatophyta o Spermatofite) ad esclusione delle Angiosperme.
Le Gimnosperme si possono raggruppare in 4 divisioni che, di seguito, elencherò in ordine crescente per numero di specie :


Pinophyta (o Conifere) : comprende circa 650 specie, molte delle quali si sviluppano sotto forma di albero a singolo tronco da cui, lateralmente, dipartono i rami, conferendo un portamento tipicamente conico.
Le Conifere sono generalmente piante a crescita medio-lenta, ma longeve e possono raggiungere notevoli altezze; infatti è proprio una Conifera (Sequoia sempervirens) ad esser la Pianta Più Alta al Mondo.
Le foglie sono tipicamente aghiformi e di color verde scuro, ricoperte da resina/cera e particolarmente indicate a sopportare freddi intesi ed a non accumulare neve. Poche specie, come alcune appartenenti alla famiglia delle Podocarpaceae, possiedono foglie larghe.
Tranne poche eccezioni (es. Larice), le Conifere sono piante sempreverdi e non perdono le foglie neppure nelle zone di alta montagna a clima particolarmente rigido.
La distribuzione delle Conifere si concentra nelle zone a clima temperato freddo e, sebbene contino un numero relativamente piccolo di specie, ricoprono vaste aree dell'emisfero boreale (Taiga) ed hanno una notevole importanza economica, sia per il loro legno, sia in ambito vivaistico.
Le Conifere sono rare nelle zone tropicali, dove sono per lo più relegate alle vette, così come nell'emisfero australe, dove crescono meno del 20% delle specie.

Pinophyta è formato dall'unica classe, Pinopsida, che comprende un solo ordine (gli altri si son estinti) Pinales, che a sua volta si divide in 7 famiglie :

1) Araucariaceae : una delle due famiglie di conifere ad avere una distribuzione naturale concentrata nell'emisfero australe.
Molte delle 40 specie si caratterizzano per aver foglie triangolari, per raggiungere notevoli altezze ed avere tronchi imponenti (es. Agathis australis).
La maggior parte delle specie vivono in zone tropicali o subtropicali (altra cosa atipica) e sono sensibili al gelo, ma la Araucaria araucana, originaria del Cile, vive bene anche in posti freddi, tanto da essere coltivata a scopi ornamentali in Italia ed in tutta Europa.
A questa famiglia appartiene anche la Wollemia nobilis, pianta molto rara, scoperta solo nel 1994, in Australia.

Araucaria araucana

Wollemia nobilis
2) Cephalotaxaceae : piccolo gruppo di Conifere strettamente correlato con le Taxaceae (di cui parleremo più avanti), da cui si differenziano per la forma dell'arillo (che ingloba interamente il seme) e per le maggiori dimensioni del seme. Questa famiglia comprende 3 generi, di cui due sono presenti nell'Asia orientale, mentre il terzo, Torreya, conta un paio di specie anche negli Stati Uniti.
Queste piante si sviluppano sotto forma di alberi, talvolta di arbusti, che di norma hanno uno sviluppo modesto. N.B. Secondo alcuni scienziati questa famiglia dovrebbe essere inserita in quella delle Taxaceae.

3) Cupressaceae : comprende circa 130 specie, presenti nelle zone temperate dell'emisfero boreale. Molte di queste piante hanno la peculiarità di avere un tronco dalla corteccia fibrosa di color rosso-marrone. I coni maturi sono solitamente piccoli e possono essere sia legnosi, che carnosi. Le foglie son un altro tratto distintivo, esse sono infatti squamiformi (e non aghiformi, tranne nel Ginepro).
Le specie più rappresentative sono il Cipresso (Cupressus sempervirens), albero molto ramificato, dal tipico portamento assurgente e poco aspanso, nativo dell'Iran ed oggi molto diffuso lungo le strade della Toscana e del Sud Italia; le Sequoie (es. Sequoiadendron giganteum), le piante più grosse e maestose che esistano; il Ginepro (Juniperus communis), pianta officinale che produce coni che assomigliano a delle bacche carnose di color nero-bluastro, molto utilizzate in cucina per aromatizzare arrosti; la Tuia (Thuja occidentalis e Thuja orientalis), coltivata come pianta ornamentale da siepe per separare terreni confinanti.

Thuja

Cipresso

4) Pinaceae : con oltre 220 specie è la famiglia più numerosa di Conifere. A seconda della specie hanno dimensioni variabili, ma foglie sempre aghiformi e crescono prevalentemente nelle zone fredde dell'emisfero boreale. Alcune delle specie più conosciute e rappresentative sono l'Abete Rosso (Picea abies), particolarmente diffuso sulle Alpi e spesso utilizzato per fare l'albero di Natale; il Larice Europeo (Larix decidua), albero a foglia caduca che in autunno si tinge di giallo e prospera in alta montagna, tracciando la "linea degli alberi"; il Cedro del Libano (Cedrus libani), dal portamento espanso, con grosse branche ed un aspetto simile ad un "candelabro", molto utilizzato a scopo ornamentale nelle grosse ville del Lago Maggiore; il Pino Domestico (Pinus pinea), tipico della macchia mediterranea, dalla chioma espansa a forma di ombrello, dal tronco privo di rami nella parte bassa, le cui pigne contengono i Pinoli (semi eduli), utilizzati insieme al basilico per fare il famoso pesto alla Genovese; il Pino Strobo (Pinus strobus), nativo degli USA, ma ormai naturalizzato anche in Italia.

Abeti sulle Alpi

Larice sulle Alpi Piemontesi

Pigna
5) Podocarpaceae : famiglia che conta numerose specie distribuite a Sud dell'equatore, sebbene ve ne siano anche nell'emisfero settentrionale. Una caratteristica tipica della famiglia è la presenza di foglie più grosse e lanceolate, invece che aghiformi.
Podocarpus macrophyllus è una delle specie più rappresentative, è nativa del Giappone ed è spesso utilizzata come Bonsai.

Foglie Podocarpus macrophyllus

6) Sciadopityaceae : famiglia con un'unica specie esistente, Sciadopitys verticillata, che vive esclusivamente in Giappone.
Sciadopitys verticillataQuesta pianta raggiunge dimensioni medie ed ha gli aghi disposti a raggiera attorno ai rami, ricordando la forma di un ombrello.

7) Taxaceae : alberi a crescita lenta, ma molto longevi, che possono svilupparsi anche in condizioni di mezz'ombra, tipiche dei sottoboschi.
Il seme è racchiuso in una struttura carnosa edule, solitamente rosa-rossa, che attira gli uccelli, i quali provvedono a spargere i semi.
Il Tasso Comune (Taxus baccata) è la specie più rappresentativa della famiglia.

Diverse parti del Tasso sono tossiche e, se ingerite, diventano velenose per l'organismo, tanto da far meritare alla pianta l'appellativo di "Albero della Morte"; tuttavia, in pochi sanno che l'Arillo è l'eccezione alla regola, esso è infatti commestibile per l'uomo ed assolutamente innocuo.
Taxus baccata Arillo Frutto


Cycadophyta (o Cicadofite) : è la più antica tra le divisioni delle Gimnosperme ed, oggigiorno, conta 305 specie viventi, alcune delle quali a rischio d'estinzione. Queste piante, a differenza delle Conifere, hanno una diffusione prettamente tropicale e subtropicale.

Le Cicadofite hanno un solo fusto, talvolta interrato e non possiedono rami laterali, mentre le grandi foglie pennate "a lisca di pesce" sono collocate esclusivamente all'apice vegetativo, conferendo loro un portamento facilmente confondibile con quello delle Palme.
Molte specie hanno crescita estremamente lenta e non raggiungono grosse dimensioni, per contro sono assai longeve ed esemplari alti un metro potrebbero essere secolari.
Esse sono piante tipicamente Dioiche, ovvero una pianta ha solo gli organi riproduttivi maschili o femminili, mai entrambi. Le loro radici sono spesso colonizzate da cianobatteri, in grado di fissare l'azoto atmosferico.
Grazie al loro bell'aspetto vengono coltivate a scopo ornamentale nei luoghi miti di tutto il mondo, inoltre molte specie riescono a crescere bene anche in vaso, il che le rende ideali anche per chi ha poco spazio.
Cycadophyta è formata dalla sola classe Cycadopsida, a sui volta composta da un unico ordine Cycadales, diviso in 3 famiglie :

1) Zamiaceae : comprende circa 150 specie, di cui la più famosa in Italia è la Zamia furfuracea, una pianta messicana con un fusto sotterraneo e portamento strisciante. E' dotata di foglie leggermente carnose, color verde oliva e talvolta ricoperte da una peluria rossastra. In Italia viene comunemente coltivata come pianta d'appartamento.

Zamia furfuracea

2) Stangeriaceae : è la famiglia più piccola delle Cicadofite, nonché la più primitiva ed è formata solo da 3 specie (Bowenia serrulataBowenia spectabilis, Stangeria eriopus), raggruppate in due generi e presenti in Australia.
Le 3 specie sono prive di fusto aereo, ma ne posseggono uno tuberoso (a forma di carota) sotterraneo. Il loro aspetto è assai simile a quello delle felci, tanto che, quando nel 1829 venne scoperta la S. eriopus, si pensò fosse una nuova specie di felce. Solo 22 anni più tardi, un esemplare custodito in serra a Londra emise un Cono, suggerendo che non si potesse trattare di una Felce, bensì di una Cicade.

Bowenia spectabilis

3) Cycadaceae : formata da oltre 100 specie è la famiglia più conosciuta. L'aspetto da palma, con fusto aereo (talvolta anche alto), le rendono dei fossili viventi molto eleganti.
La distribuzione della maggior parte delle specie è equatoriale, ma la Cycas revoluta si spinge molto più a Nord, nella parte più meridionale del Giappone (circa 32° N).
La C. revoluta è la Cycas più diffusa e famosa e, grazie alla sua discreta resistenza a lievi geli, è molto coltivata in Italia. Se passeggiando in una località di mare troverete una Cycas, al 99,99% sarà una C. revoluta.

Cycas revoluta

Gnetophyta (o Gnetofite ) : questa divisione, chiamata anche Clamidosperme, è la più recente tra le Gimnosperme e quella da cui probabilmente si sono evolute le prime Angiosperme.
Le circa 70 specie sono raggruppate in 3 famiglie, le quali hanno davvero pochi tratti in comune, sia come distribuzione geografica, sia a livello botanico.
Ciò che contraddistingue le piante di questa divisione, differenziandole da tutte le altre piante a seme nudo, è la presenza di un legno con dei vasi conduttori più simili a quelli delle Angiosperme ed organi riproduttivi che sembrano un primo abbozzo rudimentale di fiore.
Di seguito le 3 famiglie :
Welwitschia mirabilis
1) Welwitschiaceae : rappresentata da una sola specie, la Welwitschia mirabilis, che cresce unicamente nel Deserto del Namib, in Africa, tra Angola e Namibia.
La peculiarità della W. mirabilis è che dal seme emergono 2 cotiledoni, i quali saranno le uniche due foglie prodotte dalla pianta. Queste foglie sono opposte e cresceranno per l'intera vita della pianta (centinaia, a volte un migliaio di anni).
A prima vista la specie sembra esser formata da un intreccio di nastri verdastri intrecciati, afflosciati e striscianti sul terreno; in realtà questi sono solo le due foglie, sfilacciate ed intagliate. Sebbene continuino a crescere alla base, esse non superano i 5 metri di lunghezza, poiché l'estremità viene continuamente erosa.
Welwitschia mirabilis possiede un tronco tozzo, è dioica e può avere coni maschili o femminili, che producono nettare per attrarre gli insetti.
I coni maschili hanno all'interno degli ovuli sterili, suggerendo un primo tentativo (fallito) di creare fiori ermafroditi (tipici delle Angiosperme), mentre i coni femminile hanno una struttura simile allo stigma dei veri e propri fiori.

2) Gnetaceae : divisione formata da una trentina di specie a distribuzione tropicale. Queste piante possiedono foglie ovali "classiche", simili a quelle di molte Angiosperme ed hanno i semi racchiusi in "finti" frutti.
Gnetum gnemon, la specie tipo, è originaria delle grandi isole del Pacifico equatoriale (Malesia, Indonesia, etc.) e può raggiungere i 15 metri di altezza.

3) Ephedraceae : sono piante cespugliose, raramente superano il metro di altezza e si possono confondere per erbacce o canne di bambù.
Le Èfedra crescono in climi temperati caldi, come ad esempio il bacino Mediterraneo, e si sviluppano preferibilmente su suoli sabbiosi, lungo le coste, in posizioni assolate. La specie tipo, diffusa nell'Europa meridionale, è la Ephedra fragilis.

Coni Ephedra fragilis

Ephedra fragilis

Ginkgophyte : divisione un tempo composta da numerose specie che ricoprivano vaste aree della Terra, ma ai nostri giorni rappresentata da un unico esemplare, il Ginkgo biloba, molto utilizzato come pianta ornamentale in parchi e giardini.
La G. biloba è una pianta dioica, con foglie "a ventaglio", tipiche della famiglia e, contrariamente alla stragrande maggioranza delle Gimnosperme, è decidua, il che la rende molto bella in autunno, quando le sue foglie, prima di cadere, si tingono di giallo.
Di quest'unica (e del tutto particolare) rappresentante della divisione, nonché della sua coltivazione, ne avevamo già discusso in maniera dettagliata qui.

Foglie Ginkgo biloba

Pianta Femmina di Ginkgo biloba

Insomma, con questo articolo abbiamo capito che le Gimnosperme sono piante antiche, alcune comparvero prima dei Dinosauri, altre ebbero la loro massima espansione proprio nel periodo in cui sul nostro Pianeta regnavano questi "Rettili Giganti" e che non tutte le Gimnosperme sono Conifere.
Sebbene come numero di specie non possano competere con le Angiosperme, le Piante a "seme nudo", rimangono gli essere viventi più grandi (Taxodium mucronatum e Sequoiadendron giganteum), alti (Sequoia sempervirens) e longevi (Pinus longaeva) al Mondo.

Anche nella distribuzione abbiamo notato come le Conifere riescano a spingersi laddove il freddo non permetterebbe a nessun altra pianta ad alto fusto di sopravvivere (Taiga, alta montagna, etc.), dominando questi ambienti ed in generale i climi temperati freddi.

Si può osservare anche come le Cicadofite, la seconda divisione per numero di specie, abbiano un areale completamente diverso e non soprapposto a quello delle Conifere, prosperando solo in zone tropicali o comunque calde.

Nuova Vegetazione Conifere

Paesaggio Montano con Larice in Primo Piano