Adattamento frutto dell’ EVOLUZIONE BIOLOGIA studio ... · ramo della biologia che si occupa della classificazione delle specie viventi. 1. Introduzione alla biologia vegetale

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





Storia della vita sulla Terra



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



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



(c) DOMINIO EUKARYA

• DOMINIO BACTERIAdiversi regni

• DOMINIO ARCHAEAdiversi regni

• DOMINIO EUKARYAprotisti (diversi regni), Fungi, Plantae, Animalia




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





Briofite

Pteridofite





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)



• Selezione positiva: per le modifiche utili

• Selezione purificante: contro i cambiamenti deleteri




b. Livelli di gerarchia biologica

Tema 2: nuove PROPRIETA’ emergono ad ogni LIVELLO della GERARCHIA BIOLOGICA



c. Interazione tra organismi e ambiente

Tema 3: gli ORGANISMI INTERAGISCONO con il loro AMBIENTE scambiando MATERIA e ENERGIA


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


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


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

Taxus baccata L.ALBERO DELLA MORTE

PaclitaxelFARMACO ANTITUMORALE

Digitalis purpurea

Molecola cardioattiva -> basse dosi

RabarbaroRheum palmatum

Basse dosi -> digestivoAlte dosi -> lassativo

Tossiche!!!

Prodotto medicinaleMigliora la microcircolazione a livello periferico e alcuni disturbi della visione oculare

MIRTILLO = Vaccinium myrtillus L.

AlimentoIngrediente alimentare

Integratore alimentare Cosmetico

http://www.who.int/en/

http://www.who.int/en/

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!

Cicuta vs Finocchio selvatico

Odore di finocchioOdore di pipì di gatto

Cicuta vs Finocchio selvatico

Piante medicinali si trovano in FARMACOPEA

Farmacopea: codice farmaceutico contenente disposizioni per il controllo di

qualità dei medicamenti.

Un po’ di lessico…Droga e principio attivo

Pianta del caffè: Coffea arabica

Droga = semi verdi

Principio attivo = caffeina

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