Evoluzione delle piante terrestri

Le alghe verdi sono state le prime a intraprendere questa strada e il problema principale era quello di resistere alla disidratazione.
Il primo adattamento al nuovo ambiente è stato quello di una maggiore produttività e resa della fotosintesi, ma anche il perfezionamento delle strutture riproduttive. La possibilità di una maggiore efficienza fotosintetica è stata la molla che ha fatto scattare il processo evolutivo. I vantaggi del passaggio alla vita aerea sono stati la maggiore disponibilità di CO2 e di luce e la mancanza di concorrenza. Il problema però era di come garantire l’apporto di acqua alle cellule clorofilliane; l’evoluzione ha premiato l’insieme di caratteri (combinazioni genetiche) che è risultato più adatto all’ambiente.

Approvvigionamento di acqua

La prima soluzione adottata è stata la cutinizzazione delle pareti esterne che ha rese impermeabili (la cutina è presente in tutte le embriofite). Oltre alla cutina sono comparsi tessuti specializzati nella protezione: un’epidermide con cuticola per le piante erbacee, tessuti secondari di protezione come il sughero (che però garantisce gli scambi gassosi) e piccole aperture nelle foglie in grado di garantire gli scambi gassosi (i futuri stomi); gli stomi si trovano in tutte le piante terrestri, anche in alcune Briofite.
Le piante terrestri sono tutte aplodiplonti (alternanza di fasi aploidi e diploidi). Il gametofito e lo sporofito hanno preso due strade diverse.
I gameti devono unirsi sempre in ambiente umido e le piante terrestri si sono evolute in modo tale che la gamia avvenga sempre in ambiente protetto. Il tipo di gamia premiato dalla selezione è stata l’oogamia, dove uno dei gameti rimane immobile (oosfera) e rimane sempre protetta dal gametangio femminile (archegonio).

Siccome i gameti non possono essere protetti da una parete spessa e impermeabile, devono essere protetti dal gametofito che dovrà crescere sempre in ambiente umido, e finché sarà costituito da un organismo indipendente dallo sporofito (Briofite) dovrà crescere appressato al suolo, assumendo portamento prevalentemente plagiotropo.
Le spore invece possono difendersi dalla disidratazione grazie ad una parete spessa ed impermeabile costituita da sporopollenina. Le spore vengono disperse dal vento (meccanismo molto efficiente) per mezzo dello sporofito, il quale si eleva in altezza dalla sporofito (portamento ortotropo).

Le piante evolvono da un portamento plagiotropo (prostrato) ad uno ortotropo (eretto).
La generazione sporofitica e gametofitica tenderanno a separarsi dando origine a due strade evolutive diverse: una con prevalenza del gametofito (Briofite) e l’altra dove prevale lo sporofito (tracheofite = piante vascolari).
Nelle Briofite l’acqua si muove per capillarità, non essendoci strutture specializzate per il trasporto dei liquidi. I minerali e i metalli presenti nel suolo vengono assorbiti e distribuiti sempre per diffusione.
Le alghe non hanno bisogno di strutture portanti, in quanto sono sostenute dall’acqua, invece le piante hanno dovuto sviluppare strutture di sostegno.