Introduzione alla Botanica

Ramo della biologia che studia l'anatomia, la fisiologia, la classificazione e l'ecologia delle specie vegetali.

1) CENNI STORICI
L'origine della botanica si può far coincidere con la rivoluzione agricola e con le prime colture di cereali, che risalgono approssimativamente al 9000-7000 a.C. La botanica come scienza pura nacque, tuttavia, nel IV secolo a.C., grazie al filosofo greco Teofrasto, i cui trattati sulla classificazione, la morfologia e la riproduzione delle piante influenzarono fortemente lo sviluppo della disciplina fino al XVII secolo. La botanica moderna ebbe, invece, origine attorno al XVI secolo, in coincidenza con l'invenzione del microscopio.
Gli antichi greci ritenevano che le piante ricavassero le sostanze nutritive di cui avevano bisogno unicamente dal suolo. Nel XVII secolo, tuttavia, il naturalista fiammingo Jan Baptista van Helmont dimostrò che una pianta di salice in vaso, annaffiata per cinque anni con sola acqua, aveva acquistato quasi 75 kg di peso, mentre il terriccio contenuto nel vaso aveva perso solo 60 g di materia secca. Questo esperimento provava, pertanto, che il suolo contribuiva solo in minima parte all'aumento di peso della pianta. Nel XVIII secolo il chimico britannico Joseph Priestley riuscì a dimostrare che le piante in vegetazione attiva sono in grado di "restituire" all'aria l'ossigeno sottrattole, ad esempio, da una candela accesa o dalla respirazione di alcuni animali. Contemporaneamente, il naturalista olandese Jan Ingenhousz dimostrò che le piante svolgevano tali funzioni solo quando erano esposte alla luce. Queste e altre scoperte diedero vita a una nuova scienza: la fisiologia vegetale, ossia la branca della botanica che studia le funzioni delle piante.
Il fatto che l'acqua, i sali minerali e la linfa vengano trasportati nei tessuti conduttori della pianta fu scoperto nel XVII secolo indipendentemente da Marcello Malpighi in Italia e da Nehemiah Grew in Inghilterra. Sebbene questi processi siano ormai noti da più di 300 anni, solo negli ultimi decenni sono state proposte teorie convincenti, in grado di spiegare i fondamenti fisico-chimici di questi movimenti.

2) BOTANICA CLASSICA
Osservazioni ed esperimenti sulla fotosintesi e sul movimento dei liquidi all'interno degli organismi vegetali possono essere compiuti anche senza conoscere la struttura delle piante. La spiegazione di questi fenomeni richiede, tuttavia, conoscenze di morfologia (lo studio della forma e della struttura delle piante nel corso del loro sviluppo e del loro ciclo vitale) e di anatomia vegetale (lo studio dei tessuti e degli organi delle piante). La natura cellulare delle piante fu messa in evidenza nel XVII secolo dal naturalista inglese Robert Hooke, il quale osservò che la corteccia sugherosa di alcune piante era formata da più cellule. Nel 1838 il botanico tedesco Mathias Schleiden ipotizzò che i tessuti vegetali fossero composti, come quelli animali, da cellule, stabilendo, così, che tutti gli organismi viventi dovessero condividere la stessa struttura cellulare di base. In questo modo vennero gettate le basi della moderna citologia, che studia la struttura e le funzioni delle cellule, intese come unità indipendenti e non come parti di tessuti o organi superiori. Nel 1858 un altro tedesco, il patologo Rudolf Virchow, dimostrò che tutte le cellule derivano da cellule preesistenti e che, quindi, esiste un legame diretto tra gli organismi viventi del passato e quelli attuali.
Tali osservazioni ebbero una grande importanza non solo nello sviluppo della fisiologia e dell'anatomia vegetale, ma anche nella comprensione della genetica, la disciplina che studia l'ereditarietà e l'evoluzione. Nel XIX secolo il monaco boemo Gregor Mendel giunse all'elaborazione dei principi fondamentali della genetica, utilizzando alcune varietà di piselli ornamentali e osservando le variazioni delle loro caratteristiche floreali e vegetative. I risultati dei suoi esperimenti di ibridazione rimasero, tuttavia, sconosciuti fino all'inizio del XX secolo. Quasi contemporaneamente, Charles Darwin fondò la teoria dell'evoluzione per mezzo della selezione naturale (che oggi dipende, in parte, dai principi della genetica) senza conoscere il lavoro di Mendel.
Le conoscenze anatomiche, genetiche e delle relazioni evolutive hanno fornito alla botanica una base razionale per la classificazione sistematica delle specie vegetali. Nel XVII secolo il naturalista inglese John Ray suddivise tutte le specie allora conosciute in due gruppi di piante, con e senza fiori (le prime ulteriormente ripartite in monocotiledoni e dicotiledoni). A elaborare i criteri che stanno alla base della moderna classificazione delle piante fu, tuttavia, il botanico svedese Carlo Linneo, che nel XVIII secolo introdusse il sistema di nomenclatura binomia, ancora in uso attualmente. Secondo questo sistema, ciascuna specie è individuata da due nomi latini, il primo maiuscolo, indicante il genere, e il secondo, minuscolo, relativo alla specie.

3) LA BOTANICA CONTEMPORANEA
Per ottenere informazioni sull'evoluzione delle specie, la botanica non dipende quanto la zoologia dai reperti fossili, poiché, rispetto alle testimonianze del regno animale, i resti fossili vegetali sono molto più scarsi e incompleti. Cionondimeno, la paleobotanica, cioè lo studio delle piante fossili, ha contribuito fortemente alla comprensione generale dell'evoluzione dei più importanti gruppi di piante e, in particolar modo, allo studio delle relazioni esistenti tra le varie classi di spermatofite. Molto, tuttavia, resta ancora da scoprire prima di poter rispondere ad altre domande fondamentali, quali, ad esempio, l'origine delle angiosperme.I botanici, ovvero i ricercatori impegnati nello studio delle specie vegetali, possono svolgere svariati tipi di attività. Alcuni ricoprono incarichi accademici, che comportano mansioni sia di insegnamento che di ricerca in laboratorio o sul campo. Sebbene la botanica sia spesso intesa come scienza pura, dedicata esclusivamente allo studio della natura delle piante, molte branche di questa disciplina vanno a interagire con altri settori della società umana. Campi quali la silvicoltura, l'orticoltura e la floricoltura , ma anche la farmacologia e l'agronomia, sono, infatti, strettamente legati alla ricerca di base e alle nozioni acquisite dalla botanica pura.