La circolazione delle piante

Poiché tutte le funzioni delle cellule di una pianta, e in particolare della fotosintesi, richiedono acqua, le piante verdi devono assorbirla dal terreno e trasportarla fino alle foglie. Inoltre, poiché le radici affondate nel terreno, così come altri tessuti della pianta non provvisti di clorofilla, non compiono la fotosintesi, è necessario che ricevano nutrimento dalle foglie, che sono invece il laboratorio nel quale la pianta produce le sostanze necessarie al suo accrescimento.
Nelle piante vi sono per questo due sistemi di trasporto: quello che porta l'acqua dalle radici alle foglie e quello che porta le sostanze prodotte dalla fotosintesi dalle foglie alle radici e alle altre parti della pianta.
Ambedue i sistemi di trasporto sono localizzati nel "cilindro centrale".
La soluzione di acqua e di sali minerali, cioè la linfa grezza assorbita dalle radici, viene trasportata alle foglie da tubicini detti vasi legnosi perché formati da cellule morte e lignificate. L'insieme dei vasi legnosi e del tessuto che li sostiene costituisce lo xilema.
Le sostanze organiche, cioè la linfa elaborata, prodotte nelle foglie con la fotosintesi clorofilliana, sono invece fatte pervenire dalle foglie a tutto l'organismo vegetale da un altro tessuto, il floema, costituito dai tubi cribrosi.
L' acqua penetra nelle radici e raggiunge le foglie che, in certi alberi, si trovano anche oltre i 50 metri di altezza (una quercia è alta 20 metri, una sequoia americana tocca i 100 metri) vincendo la forza di gravità per mezzo di due forze distinte: l'osmosi e la capillarità, innescate dal processo di traspirazione fogliare.
L'OSMOSI consente il passaggio di un liquido da una soluzione meno concentrata ad una più concentrata attraverso membrane cellulari semipermeabili, che possono essere attraversate, cioè, solo da alcune sostanze. La soluzione zuccherina contenuta all'interno della cellula non può uscire, mentre l'acqua che preme dall'esterno contro la parete porosa può entrare attraverso piccole aperture. La soluzione zuccherina all'interno della cellula assorbe l'acqua fino a raggiungere il punto di saturazione finchè la cellula non è così piena di liquido che le pareti non possano più dilatarsi: l'equilibrio osmotico è raggiunto.
La pressione interna esercitata dal contenuto liquido della cellula sulla parete cellulare in tensione è chiamata "turgore cellulare". Grazie al turgore steli e foglie stanno eretti e tesi. Quando le foglie si afflosciano e gli steli si piegano, c'è qualcosa che non va nel rifornimento idrico: le cellule hanno bisogno urgente che le radici facciano arrivare nuova acqua.
Grazie all'osmosi l'acqua viene risucchiata verso l'alto all'interno del corpo della pianta, di cellula in cellula.
Al termine della catena, nell'ultima foglia, la forza di aspirazione è massima; in questo modo la linfa arriva lentamente, ma senza intoppi, fino all'estremità della pianta.

La seconda forza che pompa l'acqua verso l'alto è la CAPILLARITA'. Nei vasi linfatici l'acqua sale, tanto più in alto quanto minore è il diametro del tubo stesso. Nelle piante l'acqua si diffonde in questa maniera fino ai vasi più sottili.
La TRASPIRAZIONE è il processo mediante il quale le piante restituiscono all'atmosfera, sotto forma di vapore, parte dell'acqua che hanno assorbito ma non hanno utilizzato.
La traspirazione avviene principalmente nelle foglie, attraverso gli stomi: minuscole fessure o "bocche" della faccia inferiore della foglia che si aprono e chiudono automaticamente. Se la pressione dell'acqua sugli steli e le foglie è molto alta, l'acqua in eccesso può evaporare all'esterno, mentre se l'acqua scarseggia si chiudono tutti gli orifizi perché la pianta non inaridisca. Il meccanismo però non è così semplice: la pianta usa infatti le sue piccole fessure anche per assorbire dall'esterno l'anidride carbonica e quindi può chiuderle solo per tempi brevi.

Ogni qualvolta le foglie eliminano acqua, però, esercitano, nei vasi legnosi dello xilema, una forza aspirante che succhia nuova acqua dal terreno.

Questo fenomeno si verifica perché le molecole di acqua sono attaccate le une alle altre e aderiscono alle pareti dei microscopici vasi capillari legnosi dello xilema, in modo da impedire la formazione di bollicine d'aria. Si viene così a formare una colonna di acqua continua dalle radici alle foglie. In tal modo quando, a causa della traspirazione, una molecola di acqua passa nell'aria, un'altra molecola prende il suo posto, trascinando dietro di sé tutta la colonna d'acqua.
La traspirazione è influenzata dalle condizioni atmosferiche: quando l'aria è secca (se per esempio fa molto caldo o c'è vento) l'acqua evapora velocemente e la traspirazione è rapida; quando invece l'aria è umida l'evaporazione è scarsa e la traspirazione è lenta. Questa difficoltà subentra anche quando, in contemporanea o meno, il terreno è così imbevuto d'acqua che la traspirazione attraverso gli stomi è insufficiente a regolarne il flusso. Per ripristinare la circolazione della linfa, e per garantire un continuo rinnovamento ed arricchimento di sostanze nutritive, la pianta ricorre ad una soluzione d'emergenza: la "guttamazione", è come se la pianta piangesse, l'acqua cioè esce direttamente dalle foglie a goccioline.
Il continuo scambio idrico tra la pianta e l'ambiente è un grandioso processo, fondamentale per la vita terrestre. Gli alberi ne sono l'esempio più evidente. In una giornata calda, una betulla, libera nell'atmosfera, grazie all'evaporazione, 400 lt. d'acqua.
In un bosco gli scambi coinvolgono milioni di litri d'acqua, pompati dal terreno e poi liberati in parte nell'aria. Salendo nell'atmosfera, l'acqua forma le nuvole, da cui poi ricade prima o poi sulla terra sotto forma di pioggia. Sono le stesse piante a far sì che il liquido vitale non si esaurisca e che non sia presente nel terreno in quantità eccessive. Soltanto un quarto delle piogge che cadono sulla terra ha origine dall'evaporazione dei mari; gli altri tre quarti delle precipitazioni sono dovuti all'evaporazione delle piante verdi.
Tutti i processi vitali primari sono connessi come anelli di una catena. I cicli della vita si compiono e si ripetono continuamente quando l'uomo non si intromette in questo delicato ingranaggio, turbandone l'armonico funzionamento.

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