Stefano Rossignoli 23 dicembre 2010

Quando accompagno gruppi in grotta, in museo, in giro per i boschi e parliamo di fossili, a tutti è chiaro che gli animali sono cambiati nel tempo, ma chissà perchè ‘suona’ strano, quando si parla di cambiamento delle piante!

Genzianella

Me ne accorgo quando preciso che i Dinosauri che si nutrivano di vegetali  andrebbero chiamati ‘vegetariani’ e non ‘erbivori’, in quanto l’erba, intesa come l’insieme di piante che troviamo oggi nei prati, non esisteva ancora ai tempi dei Dinosauri… Poi allora mi dicono:”E già! C’erano le felci!” Io sorrido e mi limito a dire che c’era anche qualcos’altro… Mica voglio diventare antipatico!!!

Mi occupo quindi di descrivere a grandissime linee quali siano state le tappe dell’evoluzione delle piante a partire da…?

Dai Batteri, ovviamente!!!

Ora devo ammettere che ai tempi, quando l’esame di Botanica Sistematica era una cosa seria, mi ci erano voluti 4 mesi per prepararlo e altri due per ‘tenerlo buono’ ripetendo quasi tutti i giorni nella stanza 416 del Bassini con la mia stupenda amica e compagna di studi Antonella, nell’attesa che il Professore si riprendesse da un grave infortunio. L’impegno fu poi premiato con un esame di grande soddisfazione per entrambi!

Ora però sono molto arrugginito e mi toccherà ristudiare parecchio anche per questo banale articolo!!!

I batteri sono la forma di vita più semplice che conosciamo, sebbene ce ne siano di diversi tipi… I batteri sono Procarioti, cellule con nucleo (o nucleoide) formato da un unico filamento di DNA e  non delimitato da una membrana…

Fanno solo riproduzione vegetativa (non sessuale), ovvero non si accoppiano per ricombinare il loro DNA, ma quando si accoppiano se ne scambiano un po’…e a volte se ne scambiano un po’ anche senza accoppiarsi!

Sono forme semplici sì, rispetto a tutto il resto, ma in assoluto già molto complesse e non se ne conosce la loro origine. Come sia nata la vita sulla terra infatti resta ancora oggi un mistero. Certo è che queste forme di vita ‘primitive’ (per modo di dire) sono ancora oggi diffusissime e sono le più antiche conosciute…quindi potremmo dire (in stile coi tempi) che saranno sì  ‘primitive’, ma anche perfettamente evolute per quel che devono fare!

Perchè cominciamo dai batteri? Perchè stiamo parlando di Piante, di vegetali che fanno la fotosintesi e si dà il caso che esistano ancora oggi alcuni batteri fotosintetici che vengono considerati quindi appartenenti ai vegetali! e da qui comincia la storia che vorrei raccontarvi…

stromatolites su fossilmuseum.net

Le prove più antiche dell’esistenza di Batteri (già organizzati in colonie) sono le Stromatoliti, (vedi articolo dedicato) e i Cianobatteri che sono responsabili della loro formazione sono  fotosintetici (quindi probabilmente lo erano anche in passato). Stiamo parlando di circa 3500Ma, ovvero 3500 milioni di anni, cioè 3,5 miliardi di anni fa, che è l’età delle più antiche Stromatoliti conosciute.

Arriviamo poi agli eucarioti, cellule con molto più DNA, il nucleo più organizzato e racchiuso da una doppia membrana che formano anche organismi pluricellulari (Alghe, piante…), ecc, ecc… Sono così tante le peculiarità di questi gruppi che mi pare quasi ridicolo cercare di ‘far tutto in una pagina’, ma è giusto per dare una panoramica generale…

Ma come sono nati gli eucarioti? E soprattutto, QUANDO?

Qui il mio amico Fabrizio mi dirà che come al solito non do mai risposte, in effetti questa volta ha ragione e la risposta è un bel Boh!!!

Ci sono molte ipotesi sull’argomento. Qualcuna dice che si sarebbero originati gradualmente da certi procarioti, altri per inglobamento di procarioti in altri procarioti ed altre teorie anche molto complesse… ma ipotesi erano ed ipotesi restano!

Sul quando …beh! E’ peggio che andar di notte!

Il problema è che per dire quando si sono formati bisogna trovare almeno un fossile databile ma, anche ammesso che lo troviamo, chi ci dice che sia il primo? Chi ci dice che non esistevano già da un miliardo di anni ma semplicemente non si sono conservati? Tenete conto che il fossile più antico conosciuto (almeno sembra!) è un filamento simile ad un Cianobatterio ed ha più di 2 miliardi di anni ma verosimilmente i Cianobatteri esistevano già da un miliardo di anni prima……

Sul dove invece, se stiamo sul generico e ci limitiamo a dire:”In acqua” Non dovremmo sbagliare!!!

Quelle che conosciamo come piante,sono tutte organismi eucarioti e sembrano poter derivare da alcune alghe, quindi abbiamo già circa tre o quattro gradini della nostra ‘scala’ evolutiva: 1 Procarioti, 2  comparsa degli eucarioti, 3 alghe, 4 le prime piante.

La comparsa della fotosintesi nei procarioti e poi nelle alghe eucariote è importantissima per i passaggi che avverranno dopo, in quanto è stata la responsabile della diffusione di Ossigeno O2, dall’acqua degli oceani, all’atmosfera terrestre consentendo l’inizio della vita sulla terra. Anche l’ozono O3 che scherma in modo indispensabile i raggi UV deriva dalla trasformazione dell’Ossigeno O2 atmosferico…

Ma quali sono le prime piante?

Sono piante terrestri: le briofite, che però forse conosciamo meglio come muschio (anche se non è solo questo)!

Vengono anche chiamate piante non vascolari. Tutti sapete che le piante assorbono e trasportano acqua e soluti (la linfa) attraverso dei canali. Questi canali sono formati da cellule dette ‘vasi‘. Le briofite non ne hanno e trasportano tutto attraverso semplici cellule allungate, da qui la separazione in piante vascolari e non vascolari! I primi fossili di ‘cose che sembrano briofite’ risalgono al periodo Siluriano (circa 400Ma)

Risolto qualche problema, (stessa cosa che hanno dovuto fare gli animali) riguardante la colonizzazione dell’ambiente terrestre come il sostegno, la difesa dall’essicazione, ecc, anche le piante sono potute uscire dall’acqua…

Sembra che i licheni siano stati organismi pionieri sulla terra ferma. Da precisare però che un lichene non è una pianta ma un’associazione tra un’alga e un fungo (organismi che già esistevano). In un lichene questi due tipi di organismi vivono in simbiosi avvantaggiandosi a vicenda…

Anche le pteridofite sono piante antichissime ed è ancora dubbia la loro origine: derivano dalle alghe o dalle briofite? Mistero!

Di sicuro, le pteridofite sono più facilmente conservabili avendo parti dure lignificate nei loro fusti, radici, ecc… Le pteridofite sono le Felci ma non solo le felci… Tenete conto che esistevano piante come le felci o loro parenti anche un po’ diverse che erano alte più di trenta metri. I fossili di pteridofite più conosciuti e diffusi sono quelli del periodo Carbonifero (360-300Ma) nell’era paleozoica.

annularia

Guardate questi stupendi fossili di Annularia su fossilmuseum.net…

Le pteridofite però non sono ‘cominciate’ così come grandi ‘alberi’, ma alcuni fossili antichi del periodo Siluriano ci fanno scoprire come le prime Pteridofite (considerate tali) fossero solo semplicissimi fusti con all’apice delle strutture (sporangi) in cui si formavano le spore. Non avendo ancora parti lignificate, i fossili sono di difficile interpretazione, ma ad esempio nella località di Rhynie in Scozia sono stati trovati numerosi fossili attribuiti al genere genere Rhynia che confermano l’esistenza dei primi vasi e degli sporangi.

(pagina di google alla voce Rhynia)

Parlando di Rhynia mi vengono in mente moltissimi particolari della mia storia universitaria, in questo caso soprattutto quando cercavamo di capire come si fossero originate le prime foglie… Per rendere l’idea, ci vorrebbero 10 pagine di queste per riassumere le varie teorie.

Già, perchè anche su questo argomento abbiamo teorie, a mio forse inutile parere, tutte molto simili tra loro ..in sintesi mi pare di capire che i fusti diventano nervature e ciò che sta intorno diventa la lamina fogliare. Quindi (perdonatemi la divagazione) tra una Riniofita, un teloma e un filloforo si arriva alle foglie! …e vabbè. Così è facile (si fa per dire)!!!

E dalle pteridofite si passa poi alle piante con semi

Larici e mughi

Il passaggio pare avvenuto nel Devoniano o ‘poco’ prima. Le prime piante coi semi sono le Gimnosperme (che letteralmente vuole dire ‘seme nudo’). Oggi conosciamo le Gimnosperme più comunemente come pini e abeti. Prima che comparissero le Gimnosperme però, sono esistite piante con legno da Gimnosperma e spore da pteridofita. Queste sono le Progimnosperme (ricordo che il prefisso ‘pro’ significa ‘prima’) nel cui gruppo è compresa anche Archaeopteris , una sorta di pino che faceva le spore!

Tutto questo cammino per arrivare poi al Cretaceo in cui il seme ‘si veste’ e nascono così le piante a fiore, le Angiosperme. I primi fossili certi di Angiosperma risalgono al periodo Cretaceo e da qui le piante a fiore hanno iniziato a popolare il nostro pianeta come lo conosciamo oggi.

Detto questo, qualcuno potrà pensare che nel Cretaceo c’erano ancora i Dinosauri, quindi li possiamo chiamare anche erbivori e non  per forza vegetariani. Va bene, ma l’importante è sempre conoscere per poter anche utilizzare le parole a proposito.

Ad esempio il caro vecchio Brontosauro (che i Paleontologi e gli scienziati chiamano Apatosaurus) o gli Stegosauri del giurassico, dovremo continuare a chiamarli vegetariani perchè, salvo nuove scoperte, pare proprio che l’erba non l’abbiano mai vista!!!