Utilizzi delle radici e altri organi di riserva, frutti, fiori e semi

Utilizzo delle radici

Le radici sono ampiamente utilizzate:

- in campo alimentare, ad esempio carote, rape, patate, patate dolci, tapioca (radici di manioca... 

- nell'industria di trasformazione, liquoristica e dolciaria, ad esempio barbabietola da zucchero, liquirizia, rabarbaro...

- nell'industria della produzione di integratori, ginseng, poligala, ratania...

- in fitoterapia, ad esempio, genziana, altea, arnica, arpagofito, ipecacuana, valeriana...

Ginseng

Liquirizia

Utilizzi di fiori e frutti

I fiori sono principalmente utilizzati per l'estrazione di oli essenziali, sia a scopo terapeutico che cosmetico.

I frutti dono consumati in gran parte allo stato fresco per scopi alimentari, grazie al contenuto in zuccheri, sali minerali e vitamine, e in certi casi per il contenuto in enzimi proteolitici, come la papaya (papaina) e l'ananas (bromelina), ai quali viene comunemente deputata un'azione coadiuvante nella digestione.

Fiori d'arancio

papaya

Utilizzo dei semi

Anche i semi sono usati nell'alimentazione (castagne, nocciole, noci...) così come l'olio che viene estratto da alcuni di essi: sesamo, girasole, mais, lino, palma...

Vi si possono estratte sostanze nervine (caffè, cacao).

Possono essere usati in campo fitoterapico e cosmetico: olio di mandorle dolci, olio di ricino, psillio, colchico, strofanto, noce vomica, ippocastano...

Si ricavano anche fibre tessili utilizzando i peli di rivestimento: cotone, kapok.

Girasole

Semi di lino

Utilizzi dei fusti

Possono essere usati come alimento, per la produzione di carta, combustibile e legname. Si ricavano fibre tessili e classi chimiche come gomme e resine.

Esempi:

- dalla corteccia di cascara sagrada (Rhamnus purshiana - Rhamnacee)  si ricavano principi attivi con effetto lassativo;

- la corteccia di china (Cinchona succirubra, chalisaya e ledgeriana - Rubiacee) si ricavano derivati chininici;

- la corteccia di frangula (Rhamnus frangula - Rhamnacee) è fonte di derivati antrachinonici purganti.

- Idem per quanto riguarda il rizoma di idraste (Hydrastis canadensis - Ranuncolacee) e rabarbaro (Rheum officinalis e R. palmatum - Poligonacee);

- la canfora si ottiene dal legno di canfora (Cinnamomum camphora - Lauracee)

- dal legno di faggio (Fagus sylvatica - Fagacee) si ottiene il catrame vegetale;

- si usano gemme e legno di pino (Pinus montana, P. pinaster, P. sylvestris - Pinacee) per l'ottenimento di essenze.

- tuberi (fusti ipogei) di colchico (Colchico autumnale - Liliacee) come antigottoso.

Pinus sylvestris

Cinnamomum camphora

La FUI (Farmacopea Ufficiale Italiana) riporta ad esempio:

- balsamo delle cortecce di Myroxylon balsamum e M. toluiferum;

- cortecce di cannella, frangola, cascara, china;

- resina dal fusto di Styrax tonkiensis;

- rizoma di Hydrastis candensis;

- essudato dal fusto del frassino da manna (Fraxinus ornus);

- gomma dal fusto dell'albero della mirra (Commiphora myrrha);

Manna da Fraxinus ornus

Commiphora myrrha

Utilizzi delle foglie

Alimentazione

Riguardano praticamente solo le angiosperme, ad esempio: specie appartenenti al genere Lactuca, Brassica (cavolo, verza) e Chichorium; piante appartenenti alla amiglia delle Umbrelliferae (prezzemollo, sedano, finocchio), Lamiaceae (rosmarino, basilico, timo, menta, salvia) e Liliacee (porri, aglio, cipolla).

Droghe

Ad esempio, come fonti di alcaloidi: specie appartenenti al genere Nicotiana (tabacco), Digitalis (Digitalis purpurea e D. lanata); coca (Eritroxylon coca), belladonna (Atropa belladonna) e Aloe spp..

Digitalis purpurea

Eritroxylon coca

Atropa belladonna

Aloe vera

Le foglie sono, in generale, fonte di alcaloidi, tannini, oli, glicosidi ed essenze.

La FUI cita, ad esempio, senna, menta, boldo, malva, biancospino, melissa, timo, digitale, giusquiamo, belladonna.

Industria tessile

Da Musa textilis di ricava la canapa di Manila; dall'Agave sisalana e altre Agave spp. si ricava il sisal.

Agave sisalana

Caratteristiche generali delle angiosperme

A differenza della gimnosperme possono essere mono- o dicotiledoni. si può riconoscere tale appartenenza osservando le caratteristiche dei suoi apparati. 

Fiori

I fiori delle dicotiledoni hanno 4-5 petali o multipli.

I fiori delle monocotiledoni hanno 3 petali o multipli di 3.

Lunaria annua, monocotiledone

Tulipa turkestanica, monocotiledone

Foglie

Le foglie delle dicotiledoni:

- sono generalmente picciolate;

- mostrano nervature che si diramano da una nervatura centrale (penninervie);

- mostrano nervature che si diramano da più nervature principali (palminervie);

- le nervature più piccole formano vanno a costituire un fitto intreccio.

Le foglie delle monocotiledoni:

- sono senza picciolo;

- abbracciano il fusto avvolgendolo essendo direttamente connesse ad esso;

- sono caratterizzate da nervature parallele che si dipartono tutte dal vaso che irrora la foglia.

Urtica dioica, dicotiledone

Radici

Nelle dicotiledoni si riconosce in modo distinto la presenza di una radice principale, più grossa, dalla quale si diramano le radici secondarie: radice allorrizica.

Nelle monocotiledoni non si distingue una radice principale, le radici sono tutte dello stesso calibro: radice omorrizica.

Struttura

Le piante dicotiledoni possono essere alberi, arbusti, rampicanti, cespugli o piante erbacee, mentre le monocotiledoni sono solo piante erbacee, prive cioè di fusti anche solo parzialmente legnosi.

Gimnosperme e Angiosperme

Gimnosperme e Angiosperme rappresentano un ulteriore passo evolutivo, dopo le briofite e le pteridofite. Le briofite sono piante ancora primitive con corpo a tallo ma già con elementi cormoidi, secondo alcuni da inserire fra le tallofite, secondo altri con cellule già abbastanza differenziate per poter essere considerate cormofite. Le pteridofite sono sicuramente cormofite, poiché dotate di radici, fusto e foglie con cellule già definitivamente differenziate. Tuttavia le pteridofite non sviluppano semi, fiori e frutti.

Gimnosperme 

Le Gimnosperme sono un gruppo di piante appartenenti alla superdivisione Spermatophyta (piante con seme).

Sono infatti le prime piante con seme, di cui si conoscono circa 800 specie. Queste appartengono quasi tutte alla divisione Pinophita (che racchiude le piante comunemente definite conifere). Vi sono altre tre divisioni: Ginkgophyta, la cui unica specie non estinta è il Ginkgo biloba; Cycadophyta, piante simili a palme, e Gnetophyta.

Queste piante sono dunque dotate di semi ma non di fiore e frutto. Il gametofito è estremamente ridotto rispetto alle pteridofite, essendo limitato al sacco embrionale all'interno dell'ovulo (gametofito femminile) e al granulo di polline con il tubetto pollinico che sviluppa al momento della fecondazione (gametofito maschile). 

Quindi le gimnosperme si riproducono per impollinazione e fecondazione degli ovuli esposti.

Hanno struttura primaria e scondaria, raggiungono grandi dimensioni e si sviluppano con un accrescimento lento (conifere).

Detengono una grande importanza a livello di impiego medicinale.

Ginkgo biloba

Cycas rumphii: la somiglianza con le palme è soltanto apparente

Ephedra sinica: quelli che sembrano fiori sono in realtà degli strobili.

Angiosperme (o Magnoliophyta)

Compaiono anche i fiori ed i frutti. Se ne conoscono più di 250.000 specie suddivise in dicotiledoni (circa 180.000) e monocotiledoni (circa 70.000). 

Il fiore comprende sporofilli (stami e carpelli), antofilli (parte vessillare). Gli ovuli sono racchiusi (e non più esposti come nelle gimnosperme) nell'ovario, una cavità all'interno dei pistilli. Questi sono strutture formate da foglie modificate (carpelli). E' presente uno stimma che raccoglie il polline e ne consente la germinazione, ovvero la produzione del tubetto pollinico che permette ai gameti maschili di raggiungere l'ovulo. L'embrione che si sviluppa può esprimere una o due foglie embrionali (mono- o dicotiledoni).

Sono caratterizzate da una grande biodiversità e dalla qualità molto elevata dei principi attivi d'interesse farmaceutico.

Quercia

Calendula officinalis

Leucanthemum vulgare (margherita comune)

Briofite e Pteridofite

Briofite

Le briofite, ci cui si contano oggi circa 26.000 specie, sono caratterizzate da piccole strutture pluricellulari. Sono piante talliformi che possono esprimere anche aspetti cormoidi. Sono comunemente conosciute come muschi, epatiche e antoceri.

Sono prive di un tessuto vascolare e la diffusione dei liquidi avviene per capillarità a livello della pianta intera. Non disponendo di tessuti meccanici di sostegno, si espandono orizzontalmente. Crescono in luoghi umidi.

Dal punto di vista farmaceutico hanno scarsa rilevanza, mentre sono più ricercate per le applicazioni cosmetiche, in particolare per le fragranze.

Pteridofite

Ne sono conosciute circa 12.000 specie e sono comunemente note come felci, equiseti e licopodi.

Sono considerate l'anello di congiunzione definitivo fra le piante acquatiche e le piante di terraferma. Infatti, a differenza delle briofite, hanno una struttura a cormo (radici, fusto, foglie) definitvamente espressa anche nelle funzionalità. Si tratte di piante crittogame, senza frutti, fiori e semi.

Le specie d'interesse farmacognositco sono poche, anche se il suo uso in medicina popolare assume una discreta importanza. E' importante sottolineare però che gli studi fitochimici sulle pteridofite sono in divenire.

Tra le specie più importanti vi è la felce maschio (Dryopteris filix-mas) della quale si utilizza il rizoma come antielmintico.

E' utilizzata anche in cosmetica come idratante e come profumo.

Funghi, lieviti e licheni

I funghi non fanno parte del regno delle piante, ma ne costituiscono uno a sé stante, il regno dei funghi. Ad esso appartengono anche i lieviti ed i licheni, anche se la posizione dei licheni è al centro di un dibattito, così come lo sono, per la verità, un po' tutti gli aspetti della classificazione botanica. I licheni sono infatti un organismo simbiotico che vede la compartecipazione di funghi ed alghe.

Funghi

I funghi possono essere saprofiti, parassiti o simbiotici. I funghi saprofiti si nutrono di sostanza organica, trasformandola e sintetizzando metaboliti primari e secondari. Non sono però in grado di produrre sostanza organica a partire da quella inorganica. I funghi parassiti si nutrono affondando le ife nei tessuti conduttori di altre piante, mentre i funghi simbiotici originano, assieme alle radici di quasi tutte le piante, le micorrize, dove le ife fungine possono penetrare nel tessuto ed anche nelle cellule delle radici. I funghi assicurano alla pianta un più efficace assorbimento di sali ed acqua, oltre che un'importante apporto di metaboliti secondari ed ormoni, e ricevono in cambio sostanza organica proveniente dalla sintesi clorofilliana (glucosio).

I funghi possono essere fitopatogeni, o, viceversa, proteggere la pianta da altri agenti patogeni.

Dal punto di vista alimentare, detengono uno scarso valore nutrizionale, ma sotto il profilo farmacologico costituiscono una fonte di numerosi principi attivi molto potenti.

Lieviti

Sono funghi unicellulari e si possono considerare un sottogruppo dei funghi. Rivestono una grande importanza nell'industria della fermentazione. fra i più utilizzati troviamo:

Saccharomyces cerevisiae, S. apiculatum e S. ellipsoides, per la fermentazione del glucosio;

S. kefir, per la fermentazione del lattosio;

S. exiguus per la fermentazione di glucosio, fruttosio e saccarosio.

Saccharomyces cerevisiae

Licheni

Attualmente collocati nel regno dei funghi, consistono in un simbionte fra alghe unicellulari (cianobatteri e cloroficee) e funghi, soprattutto ascomiceti. Le alghe rappresentano la componente fotosintetica che produce energia, mentre il fungo assicura un abbondante apporto di acqua e sali minerali.

Producono principi attivi fenolici, detti acidi lichenici, il cui più noto è l'acido usnico. Questi composti sono caratteristici del lichene, ma non si riscontrano nel fungo e nell'alga presi singolarmente. Sono utilizzati, soprattutto l'acido usnico e il suo sale sodico, come antibiotici.

Si estraggono dai licheni anche sostanze pH sensibili per la produzione di cartine tornasole, e coloranti.

Due esempi di lichene sono Lecanora spp. e Usnea spp..

Le alghe

Le alghe sono organismi tallofiti autotrofi. 

I loro principali utilizzi riguardano l'alimentazione umana ed animale e la cosmetica.

In campo industriale sono utilizzate soprattutto per l'estrazione di bromo, iodio e carbonato di sodio.

In campo agricolo, trovano impiego nella concimazione.

Nel campo alimentare, oggi, le alghe rivestono crescente importanza, sia nell'alimentazione tradizionale sia in quella nutraceutica (alimenti funzionali adiizionati di principi attivi con finalità terapeutiche).

Si suddividono in (nomi comuni) alghe azzurre, alghe brune, alghe verdi e alghe rosse.

Alghe azzurre (Cianoficee)

Sono organismi procarioti unicellulari, la cui definizione corretta è cianobatteri. Spesso vivono riunendosi in colonie e sintetizzano, tra gli altri,  i pigmenti clorofilla A e D e ficocianina.

Tra i cianobatteri più conosciuti ci sono le specie del genere Nostoc.

Colonie di cianobatteri

Alghe brune (Feoficee, Feofite)

Organismi pluricellulari morfologicamente molto differenziate che raggiungono grandi dimensioni. Pur essendo tallofite evidenziano rizoide (radici), cauloide (fusto) e fillodi (foglie). Questi non sono propriamente apparati con funzionalità specifiche come per le piante terrestri, ma testimoniano un momento dell'evoluzione. 

Sintetizzano diversi pigmenti fra i quali clorofilla A e C e fucoxantina. 

Sono alghe prevalentemente marine.

Un esempio sono le specie del genere Fucus e Laminaria.

Alghe verdi (Cloroficee, Clorofite)

Possono essere sia unicellulari che pluricellulari e vivono in acque marine o dolci ed in zone umide.

Fanno fotosintesi e producono clorofilla A e B, xantofille (giallo) e astasantina, detto anche ematocroma (rosso).

Tra le più note la lattuga di mare (Ulva rigida), Aegagropila spp. e Caulerpa spp..

Ulva rigida

Cladofora (Aegagropila linnaei)

Caulerpa taxifolia

Alghe rosse (Rodoficee, Rodofite)

Organismi pluricellulari prevalentemente marini.

Utilizzate nell'industria alimentare per il contenuto di agar.

Sintetizzano clorofilla A e D, ficoeritrina (rosso) e ficocianina (azzurro).

Le più diffuse sono Gelidium spp e Chondrus spp..

Principali suddivisioni del regno vegetale (eucarioti)

La classificazione in voga attualmente contempla la seguente suddivisione:

ALGHE

BRIOFITE

PTERIDOFITE

GIMNOSPERME

ANGIOSPERME

Questa classificazione riflette l'evoluzione nel tempo delle specie appartenenti al regno vegetale, ed il conseguente graduale adattamento ai mutamenti ambientali, in particolare il passaggio dall'ambiente acquatico alla terraferma. Si potrebbe anche dire da una struttura "a tallo", ovvero una struttura uniforme senza distinzioni tra apparati, ad una struttura "a cormo", ovvero con radici fusto e foglie.

Alghe

Se ne contano circa 30.000 specie. Sono organismi unicellulari o pluricellulari a tallo. Vivono in ambiente acquatico.

Briofite

Si identificano soprattutto nei cosiddetti muschi e nelle epatiche e se ne contano circa 26.000 specie. Anch'essi sono organismi a tallo ma solo pluricellulari, inoltre si comincia a denotare qualche elemento di organizzazione a cormo.

Pteridofite

Generalmente conosciute col nome generico di felci, equiseti e licopodi. Se ne contano circa 12.000 specie. Sono già piante a cormo, ma senza fiori, frutti e semi. Fanno infatti parte delle crittogame, ovvero piante sprovviste di organi di riproduzione visibili.

Gimnosperme

Sono rappresentate da diverse specie di alberi come le conifere. Se ne contano circa 800 specie, sono piante a cormo, dotate di semi, ma sprovviste di fiori e di frutti.

Angiosperme

Sono piante a cormo dotate di fiori, frutti e semi. Ne sono note circa 250.000 specie e sono le piante attualmente più diffuse del pianeta.

Che strategie hanno dovuto adottare le piante nella loro conquista della terraferma? 

Innanzitutto l'aria a differenza dell'acqua ha una densità nettamente più bassa e quindi non è in grado di offrire quel sostegno garantito invece dall'acqua. L'alga non ha bisogno di particolari strutture poichè è sostenuta dall'acqua stessa. La pianta terrestre ha quindi dovuto adottare una serie di modifiche morfologiche che le hanno conferito la struttura cosiddetta "a cormo". Ha sviluppato quei tessuti meccanici capaci di garantire una stazione eretta, indispensabile per ergersi verso la luce. 

L'alga è completamente avvolta dall'acqua, dalla quale trae gli elementi utili al suo nutrimento. Nell'ambiente terrestre invece le sostanze nutritive non sono distribuite in modo così omogeneo, per questo la pianta a dovuto sviluppare l'apparato radicale che svolge una doppia funzione: assicura l'ancoraggio al suolo della pianta e assorbe acqua e nutrienti dal terreno. Ma ciò non poteva bastare, infatti la pianta terrestre ha dovuto anche ideare un sistema di tessuti conduttori in grado di distribuire i nutrienti per tutto l'organismo.

La distribuzione di acqua a tutti gli apparati grazie al sistema di vasi, risolve anche il rischio di essiccamento, rischio che l'alga ovviamente non corre.