1. Introduzione alla biologia vegetale
Adattamento frutto dell’ EVOLUZIONE
BIOLOGIA → studio scientifico della VITA
1. Introduzione alla biologia vegetale
VITA
Come viene indagato il mondo della natura e della vita?
Campbell-Reece, Biologia e genetica © 2012 Pearson Italia S.p.A
1. Introduzione alla biologia vegetalei. I temi che connettono i concetti della biologia:
a. L’evoluzione e la sua connessione con la tassonomia
Tema 1: l’EVOLUZIONE è il tema centrale della biologia
UNITA’ e DIVERSITA’ della vita sulla Terra sono frutto dell’evoluzione.
ORIGINE della vita sulla Terra
1. Introduzione alla biologia vegetalei. I temi che connettono i concetti della biologia:
a. L’evoluzione e la sua connessione con la tassonomia
1. Introduzione alla biologia vegetalei. I temi che connettono i concetti della biologia:
a. L’evoluzione e la sua connessione con la tassonomia
Storia della vita sulla Terra
1. Introduzione alla biologia vegetalei. I temi che connettono i concetti della biologia:
a. L’evoluzione e la sua connessione con la tassonomia
Fino ad oggi individuati 1.8 milioni di specie diverse (6300 specie di procarioti, 100000 funghi, 290000 piante, 52000 vertebrati, 1000000 insetti) ma stimate tra 10 e 100 milioni di specie esistenti sulla Terra.
TASSONOMIA: ramo della biologia che si occupa della classificazione delle specie viventi
1. Introduzione alla biologia vegetalei. I temi che connettono i concetti della biologia:
a. L’evoluzione e la sua connessione con la tassonomia
Coffea arabica L.
NOMENCLATURA→Sistema binomiale
GENEREin corsivo, lettera maiuscola
SPECIEin corsivo, lettera minuscola
acronimo autore
Ulteriore suddivisione → sottospecie, varietà, forma, cultivarEs. Pinus nigra → Pinus nigra subsp. salzmannii
Pinus nigra var. caramanicaPinus nigra subsp. salzmannii var. corsicana
Ibridi → incrocio tra individui appartenenti a taxon (unità tassonomiche) diverse
Es. Mentha × piperita → ibrido tra Mentha aquatica e M. spicata
Trasferimento di una specie a un genere differente
Es. sequoia sempreverdeTaxodium sempervirens D. Don → Sequoia sempervirens (D. Don) En
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a. L’evoluzione e la sua connessione con la tassonomia
(c) DOMINIO EUKARYA
• DOMINIO BACTERIAdiversi regni
• DOMINIO ARCHAEAdiversi regni
• DOMINIO EUKARYAprotisti (diversi regni), Fungi, Plantae, Animalia
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a. L’evoluzione e la sua connessione con la tassonomia
Batteri Archei Eucarioti
Nucleo racchiuso da membrana Assente Assente Presente
Organuli racchiusi da membrana Assente Assente Diversi
Peptidoglicani nella parete cellulare Presente Assente Assente
Lipidi di membrana Legati a EsteriNon ramificati
Legati a EteriRamificati
Legati a EsteriNon ramificati
Ribosoma 70S 70S 80S
tRNA iniziatore Formilmetionina Metionina Metionina
Operoni Sì Sì Rari
Plasmidi Sì Sì Rari
Numero di RNA polimerasi 1 1 3
Ribosomi sensibili a cloramfenicolo e streptomicina
Sì No No
Ribosomi sensibili alla tossina difterica No Sì Sì
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a. L’evoluzione e la sua connessione con la tassonomia
1. Introduzione alla biologia vegetalei. I temi che connettono i concetti della biologia:
a. L’evoluzione e la sua connessione con la tassonomia
Briofite
Pteridofite
1. Introduzione alla biologia vegetalei. I temi che connettono i concetti della biologia:
a. L’evoluzione e la sua connessione con la tassonomia
1. Introduzione alla biologia vegetalei. I temi che connettono i concetti della biologia:
a. L’evoluzione e la sua connessione con la tassonomia
Come opera la selezione naturale?Piccole differenze tra gli individui per una determinata caratteristica fanno sì che laprobabilità che gli individui con il carattere più favorevole abbiano più probabilità disopravvivere e riprodursi e questo porta ad un aumento di quel carattere nella generazionesuccessiva.
Evoluzione agisce attraverso diversi meccanismi tra cui la selezione (naturale e non)
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a. L’evoluzione e la sua connessione con la tassonomia
• Selezione positiva: per le modifiche utili
• Selezione purificante: contro i cambiamenti deleteri
1. Introduzione alla biologia vegetalei. I temi che connettono i concetti della biologia:
a. L’evoluzione e la sua connessione con la tassonomia
1. Introduzione alla biologia vegetalei. I temi che connettono i concetti della biologia:
b. Livelli di gerarchia biologica
Tema 2: nuove PROPRIETA’ emergono ad ogni LIVELLO della GERARCHIA BIOLOGICA
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1. Introduzione alla biologia vegetalei. I temi che connettono i concetti della biologia:
c. Interazione tra organismi e ambiente
Tema 3: gli ORGANISMI INTERAGISCONO con il loro AMBIENTE scambiando MATERIA e ENERGIA
1. Introduzione alla biologia vegetalei. I temi che connettono i concetti della biologia:
d. Correlazione tra struttura e funzionee. La cellula come unità fondamentale di un organismo
Tema 4: STRUTTURA e FUNZIONE sono correlate a tutti i livelli dell’organizzazione biologica
Tema 5: le CELLULE sono le UNITA’ FONDAMENTALI di un organismo, sia a livello strutturale sia a livello funzionale
1. Introduzione alla biologia vegetalei. I temi che connettono i concetti della biologia:
f. La continuità della vita: trasmissione delle informazioni ereditabili sotto forma di DNA
g. Regolazione dei sistemi biologici
Tema 7: meccanismi di retroazione (FEEDBACK) REGOLANO i sistemi biologici permettendo ai processi di autoregolarisi
Tema 6: la CONTINUITA’ della VITA si basa su informazioni EREDITABILI sotto forma di DNA
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1. Introduzione alla biologia vegetaleii. Differenze tra organismo animale e vegetale
Differenze tra organismo ANIMALE e VEGETALE
OrganismoANIMALE
OrganismoVEGETALE
Movimento Movimenti PROPRI(eccezione animali marini bentonici)
NO movimenti PROPRI(vive ancorato al suolo)
Modalità di accrescimento
DEFINITO → non può accrescersi oltre le dimensioni ADULTE
INDEFINITO → è un embrione perenne
Nutrizione ETEROTROFA → traenutrimento da altri organismi
AUTOTROFA → è in grado di costruirsi il cibo da solo mediante fotosintesi
1. Introduzione alla biologia vegetaleiii. Approcci di studio di un organismo vegetale
STUDIO di una PIANTA
ANATOMIA VEGETALE:
CITOLOGIA
ISTOLOGIA
• ORGANOGRAFIA
• ANATOMIARost et al., BIOLOGIA DELLE PIANTE, @ 2008 Zanichelli Ed.
1. Introduzione alla biologia vegetaleiv. Importanza organismi vegetali
Perché sono IMPORTANTI le piante?
produzione di sostanza organica
ossigenazione dell’aria
modificazioni del microclima
protezione del suolo
caratterizzazione del paesaggio
costituzione di habitat per animali
Ruolo ECOLOGICOImpieghi
ECONOMICI e TRADIZIONALI
piante alimentari
piante medicinali
spezie ed erbe aromatiche
piante da fibra
piante da bevanda
piante coloranti
piante da legname e carta
piante da resina e gomme
combustibili fossili e rinnovabili
Sostanze nutritiveacqua, zuccheri, lipidi,
proteine, vitamine, sali minerali
Sostanze prive di un apparente ruolo nutrizionaleMetaboliti secondari
Principi attivi usati come medicamenti
PICCOLI LABORATORI CHIMICI
Perchè sono importanti LE PIANTE
Messi dalla pianta per attrarre animali:FioriFrutti
Messi dalla pianta per difendersi o per proteggere l’embrione: Semi Fusto Foglie
Prodotto medicinaleMigliora la microcircolazione a livello periferico e alcuni disturbi della visione oculare
MIRTILLO = Vaccinium myrtillus L.
AlimentoIngrediente alimentare
Integratore alimentare Cosmetico
Le origini dell’aspirina vanno ricercate nella NaturaStoria dell’aspirina →
storia della corteccia e della foglia del salice
Papiro di Ebers (2000 a.C.): virtù terapeutiche di corteccia
e della foglia del salice
Ippocrate di Kos (460-437 a.C.): proprietà analgesiche e
antidolorifiche della linfa estratta dalla corteccia del salice
Medioevo: uso nell’ambiente contadino della cottura della
corteccia di salice
Valore terapeutico del salice conosciuto anche in altri
continenti: Ottentotti del Sud Africa, popolazioni indiane
d’America
Reverendo Edward Stone (pastore della contea diOxford) assaggiò per caso un pezzo di corteccia diun salice che gli richiamò, per la sua amarezza,l’amaro della cinchona (pianta sudamericana dallaquale veniva estratto il chinino, conosciutissimoantimalarico) per cui ipotizzò che la scorza di salicepotesse essere utile per combattere le febbrimalariche
Prime conferme…. ….. XVIII secolo
2 giugno 1763: presenta alla Royal Society di Londrauna relazione in cui venivano presentati i successiottenuti, nella lotta alle febbri malariche, con ildecotto di scorza di salice su 50 soggetti febbricitanti
isolation(1827)
hydrolysis
Salicin Salicyl alcohol(Saligenin)
oxidation
(1938)
acetylation
Salicylic acidAspirin
Nei primi decenni del XIX secolo iniziarono indagini serrate
Raffaele Pira Hermann KolbePrima sintesi in 1878 Felix Hoffmann
Bayer10 agosto 1897
Andreas Buchner
Perché continuiamo a studiare le piante?
Studio della composizione chimica delle piante può essere di supporto a Chimica Farmaceutica e Farmacologia
Le piante vengono assunte quotidianamente come alimenti e sono utilizzate in molti integratori alimentariquindi….
L'apporto giornaliero di salicina, da indicare in etichetta, non deve superare i 96 mg.
NO per persone con allergie all’aspirina, con ulcera peptica, problemi epatici o renali
Attenzione a uso integratori a base di salice!
NO per persone con allergie all’aspirina, con ulcera peptica, problemi epatici o renali
Non solo il salice contiene salicilati !
Piante possono essere molto utili per la salute come fonte di nutrimento, di supporto agli effetti fisiologici dell’organismo e come fonti di principi attivi per farmaci…ma bisogna conoscerle!
Non tutto ciò che è «naturale» fa bene ed è innocuo!
Piante medicinali si trovano in FARMACOPEA
Farmacopea: codice farmaceutico contenente disposizioni per il controllo di
qualità dei medicamenti.