Piante

Le alghe sono quegli organismi vegetali che compiono la fotosintesi clorofilliana ma che, a differenza delle piante, presentano un corpo poco differenziato, detto tallo, e organi riproduttori molto semplici. A causa dell’assenza di radici e vasi, l’assorbimento dei nutrienti e gli scambi gassosi avvengono su tutta la superficie dell’alga. La riproduzione delle alghe avviene con due differenti modalità, come per tutti gli altri organismi vegetali: quella sessuata e quella asessuata. Nella riproduzione asessuata si osserva una produzione di cellule che si sviluppano da un individuo dando luogo ad un nuovo individuo. La riproduzione sessuata prevede invece la fusione di gameti femminili con quelli maschili. Da questa unione si origina un individuo simile ai genitori ma che presenta caratteristiche genetiche intermedie tra i due e non è perciò identico a uno di essi, come avviene invece nella riproduzione asessuata. Generalmente le alghe vengono suddivise, secondo il tipo di clorofilla e di pigmenti presenti, in Alghe Verdi, Brune, Rosse.

Le Alghe Verdi sono caratterizzate da un colore verde brillante e sono presenti in circa 7.000 specie. La loro struttura è molto varia e possono essere formate da una sola cellula o presentare un tallo molto differenziato. Per la presenza di clorofilla sono solitamente presenti nelle zone superficiali a maggiore illuminazione, dove possono utilizzare le radiazioni del rosso che scompaiono a maggiori profondità. Ciò nonostante, l’alga che è stata trovata a maggiore profondità è proprio un’alga verde. Halimeda copiosa è l’equivalente tropicale dell’alga moneta del Mediterraneo. Ad alto tenore calcareo il suo “scheletro” forma frammenti sottili che costituiscono il tipo più comune di sedimento su molti reef.

Le Alghe Brune presentano circa 1.500 specie e sono quasi esclusivamente marine. Hanno una colorazione bruna, gialla o dorata a causa della presenza di pigmenti differenti dalla clorofilla: i carotenoidi. A volte il tallo può essere ricoperto da un sottile strato di calcare (carbonato di calcio) che rende l’alga riconoscibile per la colorazione biancastra. Tra le alghe brune ricordiamo Padina boerigesenii dei Caraibi, che forma ciuffi di lamine fogliari che ricordano vagamente dei ventagli. La colorazione a bande varia dal giallo al verde e al bruno, con iridescenze brillanti verde-azzurro; il margine superiore è spesso più chiaro.

Le Alghe Rosse sono un gruppo di alghe che presenta un particolare pigmento cellulare: la ficoeritrina, responsabile della colorazione rossastra. Ne esistono circa 4.000 specie e sono particolarmente abbondanti nelle acque calde e temperate. Per la presenza di questo pigmento sono in grado di effettuare la fotosintesi anche a grandi profondità ma non per questo disdegnano le zone superficiali, dove è facile osservare specie come la Rosa di Mare.

Le briofite

Poco dopo la conquista delle terre emerse, le piante si differenziarono in: briofite (che comprendono epatiche, antocerote e muschi) e piante vascolari, cioè tutte le piante superiori. La struttura delle briofite è molto semplice ed è costituita da individui generalmente lunghi meno di 20 cm. Le briofite non hanno radici, ma possiedono rizoidi, cioè cellule allungate o filamenti di cellule, con cui si attaccano al substrato. Molte briofite hanno strutture simili alle foglie, costituite da pochi strati di cellule, con cui effettuano la fotosintesi.

Le felci

Sono piante con foglie grosse, chiamate fronde, non producono semi e hanno sempre bisogno dell’acqua per la fecondazione. Per questo motivo si trovano generalmente nelle foreste umide e ombreggiate e nelle zone paludose. Sulla pagina inferiore delle foglie dello sporofito si possono facilmente osservare organi sferoidali chiamati sori, al cui interno si trovano le spore. Queste possono essere tutte delle stesse dimensioni oppure differenti (microspore e macrospore) e, germinando, possono dare vita a gametofiti diversi (gametofito maschile e femminile).

Spermatofite

Le spermatofite si suddividono a loro volta in gimnosperme ed angiosperme. Il nome Angiosperme deriva dai termini greci: angeion, "vaso" e sperma, "semi". Il nome sta a significare che in queste piante i semi non sono "nudi", come nelle Gimnosperme, ma racchiusi all'interno di una particolare struttura, l'ovario, che li protegge dall'ambiente esterno. Le differenze fra le Angiosperme e le Gimnosperme sono, in genere, molto evidenti. Ecco, in sintesi, le più importanti: le Angiosperme comprendono, oltre a molte specie legnose o arbustive, anche molte specie erbacee (assenti nelle Gimnosperme)…

Angiosperme

Le Angiosperme comprendono circa 220.000 specie (più della metà delle piante superiori conosciute) e la loro classificazione è molto articolata e complessa e non ancora perfettamente definita. Anche le angiosperme si possono a loro volta suddividere in due grandi gruppi: le dicotiledoni e le monocotiledoni. I caratteri che differenziano le dicotiledoni dalle monocotiledoni sono, in genere, abbastanza evidenti e peculiari. Le dicotiledoni possiedono due cotiledoni (raramente anche 1, 3 o 4), le monocotiledoni ne possiedono uno solo (o a volte nessuno).

Gimnosperme

Le gimnosperme comprendono circa 750 specie. Tra le gimnosperme troviamo gli alberi più alti esistenti sulla Terra, come ad esempio le sequoie che possono raggiungere 100 metri di altezza. Tra le gimnosperme troviamo anche le conifere (parole che significa “portatrici di coni”). Tra queste troviamo i pini, gli abeti, i larici, i cedri del Libano, i cipressi e i ginepri. La maggior parte delle conifere sono piante sempre verdi con foglie a forma di ago o ridotte a piccole squame.

Fotosintesi

Tutti gli esseri viventi sono costituiti in gran parte da molecole organiche (zuccheri, grassi, proteine, ecc.), che vengono fabbricate a partire da altre molecole (processo di sintesi). Le piante, però, si differenziano dagli animali perché utilizzano molecole di partenza di tipo diverso. Infatti, le piante verdi costruiscono le sostanze organiche che costituiscono il loro corpo, utilizzando un numero limitato di sostanze inorganiche che trovano nell’ambiente, come l’anidride carbonica (presente nell’aria, l’acqua ed alcuni ioni inorganici (nitrati, solfati, ed altri che trovano nel terreno).

Immobili ma vitali

Se esaminiamo il modo in cui le piante si nutrono, possiamo capire il perché dei particolari caratteri distintivi di questo regno. Le piante, infatti, sono immobili, occupano spesso grandi spazi sia aerei (con rami e foglie) sia del sottosuolo (con le radici), in alcuni casi non hanno limiti specifici alla loro crescita, sono dotate di un’elevata capacità di adattamento agli stimoli esterni. L’immobilità delle piante deriva dal fatto che il loro nutrimento è distribuito in modo abbastanza omogeneo nell’atmosfera (anidride carbonica), nel suolo e nell’acqua (ioni inorganici), rendendo inutili gli spostamenti.

La regolazione del clima terrestre

La vegetazione esercita una forte influenza sul clima di tutta la Terra e sulla composizione dell’atmosfera attraverso l’attività di fotosintesi. Grazie a questo processo le piante assorbono anidride carbonica (CO2) dall'atmosfera, trattengono il Carbonio (C) per costruire molecole organiche e rilasciano ossigeno (O). Data l’estensione della vegetazione sulla Terra, le quantità di ossigeno e anidride carbonica che entrano in questo processo sono gigantesche: ogni anno la fotosintesi delle piante libera circa 70 miliardi di tonnellate di ossigeno e consuma una quantità di anidride carbonica dello stesso ordine di grandezza.

Piante come fonte di energia

Attualmente gran parte del fabbisogno energetico dell’umanità è fornito da prodotti che hanno origine vegetale. I combustibili fossili (carbone, petrolio, gas naturale), infatti, si sono formati in seguito alla parziale decomposizione di organismi – in prevalenza vegetali – vissuti più di cento milioni di anni fa. Quando la benzina brucia nel motore della macchina o quando il metano brucia nel fornello di cucina si libera un po’ dell’energia solare catturata dalle piante in epoche remote, attraverso la fotosintesi.

Le piante nel mondo

I principali fattori che condizionano la distribuzione di una specie vegetale sono le condizioni climatiche (in particolare l’esposizione al sole, la temperatura e disponibilità di acqua) e le caratteristiche del suolo. Inoltre, non è trascurabile l’influenza degli altri organismi viventi che abitano nello stesso ecosistema (animali erbivori, insetti, altre specie vegetali, ecc.). Ma spesso la sola analisi dei precedenti fattori difficilmente spiega i motivi per i quali una specie è presente in un determinato luogo e non in un altro simile.

I pionieri della vita

La paleontologia è la scienza che studia gli antichi esseri viventi, la loro origine e la loro evoluzione. Questo studio viene fatto prendendo in esame i resti animali e vegetali che vissero nelle epoche passate e che ritroviamo oggi come fossili all’interno delle rocce sedimentarie. Gli organismi primitivi avevano forme molto semplici e piccole, per cui non sono riusciti a trasformarsi in resti fossili. I resti fossili più antichi finora rinvenuti risalgono a circa tre miliardi di anni fa. In che modo si sono originati i primi organismi viventi? Nel periodo precedente la comparsa della vita, il paesaggio terrestre era dominato da vulcani attivi, un grigio oceano senza vita e una atmosfera assai turbolenta.

Una storia in milioni di anni

La storia della Terra viene suddivisa in cinque Ere: Archeozoica o Precambriano, Paleozoica o Primaria, Mesozoica o Secondaria, Cenozoica o Terziaria, Neozoica o Quaternaria. In ciascuna di esse fanno la loro comparsa delle specie vegetali.

Archeozoico. L’Era Archeozoica è quella più lunga: inizia 4,6 miliardi di anni fa e termina 530 milioni di anni fa. Secondo quanto testimoniato dai fossili risalenti a 3 miliardi di anni fa, gli organismi più antichi di cui si ha conoscenza sono alghe unicellulari, molto semplici ed eterotrofe…

Le piante sono un cibo indispensabile per la sopravvivenza di tutti gli organismi viventi, uomo compreso. Nella sezione dedicata agli ecosistemi, infatti, abbiamo visto che sono alla base della piramide alimentare. L’agricoltura ha avuto inizio 7.000 – 8.000 anni fa, quando gli uomini cominciarono a vivere in comunità stabili, abbandonando il nomadismo e affidando la produzione alimentare alle piante più adatte alle semine e mietiture periodiche. Nel corso del secolo scorso si è assistito ad uno sviluppo delle tecniche colturali tale da quintuplicare o quasi la resa delle produzioni agricole. L’aumento della disponibilità di alimenti è stato però molto diverso nelle varie nazioni e regioni del mondo. Nei Paesi in via di sviluppo, più di 800 milioni di persone soffrono ancora oggi di fame o denutrizione, mentre nei Paesi industrializzati sempre più persone sono ipernutrite o in sovrappeso. In entrambi i casi, lo squilibrio alimentare ha conseguenze negative sia sulla salute che sulla produttività umana.

Sviluppo dell’agricoltura

La flora è un bene essenziale per l’uomo in quanto risorsa rinnovabile e fonte di prodotti di base per il mondo agricolo e per diversi settori industriali e commerciali. Come molte altre risorse, però, per poterla utilizzare nel modo più efficiente l'uomo ha dovuto applicare lavoro e tecnologie a piante e terreno. Il risultato è stato lo sviluppo dell'agricoltura. Il compito fondamentale dell’agricoltura è di provvedere ad un progressivo incremento di produzione di alimenti e di materie prime (il legno e le fibre).

Erbe e medicina

La medicina a base di erbe (fitoterapia) è la forma di cura del corpo più antica e più naturale. Essa comporta l’uso di piante o di parti di piante adatte a curare diverse malattie. Ancora oggi, in tutto il mondo, la maggior parte dei farmaci si basa su sostanze vegetali e molti prodotti di sintesi sono preparati riproducendo in laboratorio i principi attivi presenti nelle piante. Negli ultimi tempi si è diffusa la "floriterapia" per la cura di stress, disturbi alimentari, ansia ed insonnia.

Fibre naturali e sintetiche

Le piante sono per l’uomo fonte di importanti materie prime: le fibre tessili, la cellulosa (per la produzione della carta) e il legno. Trent’anni fa gli esperti erano convinti che tali risorse sarebbero scomparse, travolte dalla concorrenza dei materiali sintetici. In realtà, i prodotti naturali hanno conservato la loro quota di mercato e si prevede che riusciranno addirittura ad aumentarla nei prossimi decenni. Infatti, questi prodotti hanno l’immenso vantaggio di essere rinnovabili.

Deforestazione e conseguenze

Agricoltura significa anche sfruttamento delle foreste. I motivi che portano alla deforestazione sono molteplici: interessi commerciali per il legname, sfruttamento di giacimenti minerari, urbanizzazione e uso del territorio per l’agricoltura o per il pascolo. In molti Paesi poveri, purtroppo, il legno pregiato delle foreste è una delle poche ricchezze a disposizione per sviluppare l'economia. E spesso si assiste ad un'opera di deforestazione indiscriminata che arreca grossi danni all'ambiente e all'umanità.

Incendi distruttori

Accanto alla deforestazione per l'utilizzo del legno da parte dell'uomo, gli incendi sono una delle maggiori cause della scomparsa del patrimonio forestale. Le cause di innesco sono principalmente il dolo (incendi volontari), il comportamento negligente (incendi involontari) e i fattori naturali (fulmini e altri ancora). La facilità con cui un bosco brucia dipende da molti fattori: la tipologia del sottobosco, l’infiammabilità e la velocità di combustione della biomassa legnosa del bosco, le condizioni climatiche (ad esempio, nel nostro paese, così come in tutti i paesi del Mediterraneo, il picco di pericolosità si ha durante la stagione estiva), ed altri ancora.

La morte dei boschi

L'uomo può intaccare il patrimonio forestale in modo diretto con la deforestazione e gli incendi, ma anche in modo indiretto con alcune delle proprie attività produttive. Il deperimento, infatti, rappresenta un fenomeno di crisi degli ecosistemi forestali delle zone temperate, le cui cause sono da ricercare nell’inquinamento atmosferico, in particolare nell’effetto delle piogge acide e nei fenomeni di eliminazione o degrado delle aree boschive a seguito dello sviluppo incontrollato di attività turistiche.

Conservare le foreste

La consapevolezza dell’importanza di salvaguardare la flora, il numeroso e complesso mondo delle piante, è cresciuta in questo secolo. In particolare, l’uomo ha capito che la biodiversità vegetale (ovvero le differenze che esistono tra le molteplici specie di piante) è probabilmente una delle maggiori risorse che il genere umano ha avuto in dono dalla natura. Fino ad oggi gli scienziati hanno catalogato più di 250 mila specie di muschi, felci, conifere e piante da fiore. Ma si calcola che potrebbero esserci oltre 50 mila specie non ancora documentate, soprattutto nelle remote e quasi sconosciute foreste tropicali.

Alla luce della crisi alimentare attuale, per aumentare la produzione agricola a livello mondiale, è possibile espandere la superficie coltivata, ma le aree ad oggi disponibili sono sempre meno: in Asia, ad esempio, il suolo coltivabile è già tutto utilizzato. In ogni caso, l’estensione di aree coltivabili consentirebbe un incremento della produzione agricola solo del 20%, con impatti ambientali sulle risorse naturali sempre più significativi. In alternativa sarebbe possibile intensificare la produzione stessa, introducendo tecniche ancora più invasive di quelle attualmente adottate, ma ciò porterebbe ad un aumento della produzione non superiore al 10%. Il contributo più significativo all’aumento della disponibilità dei prodotti agricoli sembra derivare, invece, dal miglioramento delle biotecnologie questo determinerebbe il 70% in più di produzione agricola mondiale. Le biotecnologie, così come definite dalla Convenzione sulla Diversità Biologica nel 1992, non riguardano solo gli Organismi Geneticamente Modificati (OGM), ma un insieme di prodotti come i vaccini, le varietà migliorate, le piante micro-propagate (ossia rese libere da virus). L’applicazione delle tecnologie all’agricoltura deve avere come scopo principale la risoluzione dei problemi di fame e povertà nei paesi in via di sviluppo, consentendo di incrementare la produzione dei piccoli agricoltori locali, e deve rispondere a rigidi criteri legati alla biosicurezza, ossia alla salute dell’uomo, alla tutela della biodiversità e alla sostenibilità ecologica. Il Brasile, l’India e la Cina, paesi ad alto tasso di crescita, stanno attualmente ottenendo risultati avanzati nel campo delle biotecnologie agricole. Tra i paesi in via di sviluppo (PVS), invece, 23 paesi sono capaci di applicare le biotecnologie attraverso progetti di sviluppo; 14 sviluppano e applicano alcune biotecnologie. Grazie all’introduzione di varietà di colture ad alto rendimento, di prodotti chimici e di nuove tecniche di irrigazione, la cosiddetta “rivoluzione verde” degli anni ’60 e ’70 ha incrementato la produttività dei raccolti e ha aiutato milioni di persone a combattere fame e povertà. Oggi però molti piccoli coltivatori non riescono ad andare oltre un’agricoltura di sussistenza e ogni giorno più di 854 milioni di persone, secondo le ultime stime della FAO, non hanno abbastanza da mangiare. Sono miliardi coloro che soffrono di carenze di oligoelementi, una forma insidiosa di malnutrizione dovuta ad una dieta squilibrata. E nei prossimi trent’anni ci saranno altri due miliardi di persone al mondo da nutrire, mentre le risorse naturali da cui dipende l’agricoltura diventano sempre più fragili.

OGM: favorevoli e contrari

L’uso delle biotecnologie in agricoltura, la “rivoluzione genetica”, può dare una risposta a questi problemi? Esistono due scuole di pensiero al riguardo che portano avanti negli ultimi decenni un dibattito a livello mondiale. La “modificazione biologica” ad opera dell’uomo si perde nella notte dei tempi e può probabilmente essere ricondotta a quando i nostri antenati hanno cominciato ad usare microrganismi per fare il pane, il vino e il formaggio. La moderna biotecnologia è stata resa possibile grazie all’applicazione di tecniche di biologia molecolare, che consistono nel “tagliare e incollare” i geni da una cellula all’altra.

OGM contro la fame

La FAO, l’Organizzazione delle Nazioni Unite per l’alimentazione e l’agricoltura, sottolinea la necessità di garantire che gli eventuali vantaggi della biotecnologia in agricoltura siano condivisi da tutti, e non solo da pochi eletti. Gli agricoltori e i consumatori poveri dei paesi in via di sviluppo potrebbero trarne grandi benefici, ma finora, tranne in alcuni casi, nello sviluppo del settore “biotech” pare che i problemi dei poveri siano ignorati, a favore delle multinazionali.

Brevettare un organismo vivente

Le leggi di molti paesi permettono di brevettare i semi GM trasformandoli, quindi, in un prodotto di proprietà dell’azienda. L’azienda che vende agli agricoltori i pacchetti “OGM-pesticida” guadagna, quindi, in tre passaggi diversi: nella vendita del pesticida, nella vendita della coltura transgenica resistente al pesticida e nell’applicazione dei diritti sul brevetto (royalties), che si concretizza con un sovrapprezzo rispetto alle sementi tradizionali.

L’agricoltura sostenibile nasce in risposta ai problemi ambientali provocati dalla “rivoluzione verde” e dai suoi metodi produttivi ad alto impatto ambientale (intenso utilizzo di acqua, di pesticidi e fertilizzanti chimici). Proprio per evidenziare il contrasto tra questi due metodi produttivi, il movimento mondiale verso l’agricoltura sostenibile è stato definito “la vera rivoluzione verde”. Coltivare in modo sostenibile significa promuovere la biodiversità, tutelare l’ambiente, prediligere le produzioni locali, garantire il rispetto dei diritti umani dei lavoratori, tutelare le comunità e assicurare la sostenibilità economica del sistema agricolo senza dimenticare i piccoli produttori. Per poter arginare gli impatti ambientali delle moderne produzioni agricole e per poter quindi rendere l’agricoltura più sostenibile, una delle soluzioni adottate è il ritorno ai tradizionali metodi di coltivazione del passato, come, ad esempio, l’agricoltura biologica o quella conservativa. Allo stesso tempo, l’incontro tra saperi tradizionali e nuove filosofie, in un’ottica sostenibile, ha dato vita a nuove tecniche come l’agricoltura integrata e l’agricoltura biodinamica.

L'agricoltura biologica

Esistono vari metodi per poter coltivare in modo sostenibile e l’agricoltura biologica è uno di questi: si tratta di un metodo di produzione definito e disciplinato a livello comunitario dal Regolamento CEE 2092/91 e a livello internazionale dall’International Federation of Organic Agriculture Movements - IFOAM. Il metodo di produzione biologico rispetta l’ambiente perché non ricorre a prodotti chimici di sintesi, come pesticidi e fertilizzanti, bensì, contro i parassiti, usa prodotti di origine naturale (rame, zolfo, estratti di piante) e, per fertilizzare il terreno, utilizza concimi naturali.

L'agricoltura integrata

L’agricoltura integrata si propone di garantire un minor impatto ambientale, di tutelare la biodiversità e di ridurre i rischi per la salute dei lavoratori agricoli e dei consumatori, riducendo al minimo l’utilizzo di sostanze chimiche di sintesi (come pesticidi e fertilizzanti) e prediligendo, al loro posto, prodotti naturali. Si utilizza il sistema della lotta integrata, che prevede l’utilizzo di strumenti molteplici e combinati sapientemente fra di loro per combattere gli attacchi parassitari: metodi che valorizzano le risorse naturali oltre che i meccanismi di regolazione degli ecosistemi e metodi chimici sono accuratamente equilibrati.

L'agricoltura conservativa

L'agricoltura conservativa consiste in una serie di pratiche agronomiche che permettono una migliore gestione del suolo, limitano gli effetti negativi sulla sua composizione e struttura, sul contenuto di sostanza organica e sul processo di erosione e conseguente degradazione. L’agricoltura conservativa si distingue per l’utilizzo di alcune tecniche, come, ad esempio, la semina diretta sul terreno non lavorato o lavorato al minimo e l’assenza di bruciatura o interramento dei residui delle colture.

L'agricoltura biodinamica

L’agricoltura biodinamica, ispirata all’antroposofia di R. Steiner, si basa sul presupposto che l’azienda agricola è un vero e proprio organismo vivente autosufficiente, inserito nel più grande organismo vivente cosmico, alle cui influenze soggiace. I ritmi cosmici influenzano i calendari di semina, coltivazione e raccolta. Le tecniche più utilizzate sono le rotazioni agricole, i preparati biodinamici, il compostaggio, le lavorazioni non distruttive del terreno e la concimazione di qualità attraverso i sovesci e le concimazioni con compost biodinamici.