Fisiologia Vegetale: Organizzazione, Assorbimento Idrico e Trasporto della Linfa (H2O e Sali Minerali)

Organizzazione e Struttura delle Piante

Organizzazione Tallofitica

Tipo di organizzazione dove non sono presenti tessuti o organi differenziati (es. alghe, licheni).

Organizzazione Cormofitica

Organizzazione in cui le cellule sono raggruppate in tessuti e organi (es. Pteridofite, piante e Spermatofite).

Le Cormofite possiedono organi specifici per l'alimentazione e il supporto:

• Radici: Assorbono acqua (H₂O) e sali minerali.
• Foglie: Catturano la luce e fissano la CO₂ atmosferica (fotosintesi).
• Vasi Conduttori: Trasportano le sostanze incorporate (linfa grezza e linfa elaborata).

Definizioni Fondamentali

Osmosi

Le membrane delle cellule vegetali sono permeabili all'acqua e relativamente impermeabili ai soluti. L'acqua passa attraverso di esse dalla zona dove la concentrazione di soluti è minore verso dove è maggiore.

Colloide

Un tipo di miscela in cui una sostanza è contenuta all'interno di un'altra senza dissolversi.

Assorbimento di Acqua e Sali Minerali

Assorbimento Idrico (H₂O)

L'assorbimento radicale mantiene un rifornimento continuo di H₂O, essenziale per la nutrizione delle piante e per compensare la perdita dovuta alla traspirazione.

La Zona di Assorbimento

La zona radicale che assorbe l'H₂O è la zona pilifera. Essa è composta da peli radicali, che sono estensioni delle cellule epiteliali assorbenti. Le loro pareti sono sottili e prive di cuticola. La membrana cellulare è una barriera semipermeabile che separa l'esterno dall'interno della cellula, determinando l'assorbimento selettivo delle sostanze nutritive. L'acqua entra nei peli per osmosi.

Fattori che Influenzano l'Assorbimento Idrico

1. Temperatura: Favorisce i processi del metabolismo cellulare e aumenta l'assorbimento.
2. Aerazione del Suolo: Causa un aumento della superficie di assorbimento, favorendo la formazione di radici molto ramificate e peli radicali numerosi e lunghi.
3. Disponibilità di H₂O: L'aumento di acqua nel terreno promuove il suo ingresso nella radice, specialmente quando la concentrazione di sali nel suolo è inferiore a quella all'interno dei peli radicali.
4. Capacità di Accumulo del Suolo: È importante perché in molti casi l'H₂O viene trattenuta nel terreno sotto forma di colloidi.

Assorbimento dei Sali Minerali

I sali minerali vengono assorbiti sotto forma di ioni. Il meccanismo di ingresso è il trasporto attivo e viene eseguito contro il gradiente di concentrazione, il che richiede un dispendio energetico. Questo processo richiede la partecipazione di enzimi trasportatori della membrana plasmatica, che introducono gli ioni all'interno delle cellule assorbenti (peli radicali).

Trasporto della Linfa Grezza (H₂O e Sali)

Una volta che l'H₂O e i minerali sono penetrati, la linfa grezza circola all'interno della radice fino al cilindro centrale, dove si trova lo xilema. I mezzi di trasporto per raggiungere i vasi legnosi possono essere:

1. Via A o Simplastica

L'H₂O e i soluti sono trasportati per osmosi e trasporto attivo da cellula a cellula attraverso i plasmodesmi (pori della parete cellulare che comunicano con le cellule vicine).

2. Via B o Apoplastica

Il movimento è per semplice diffusione lungo l'esterno della membrana cellulare e comprende le pareti delle cellule e gli spazi intercellulari. Questo percorso è interrotto nell'endodermide della radice dalla Banda del Caspary, che regola il passaggio delle sostanze.

Il Trasporto della Linfa Elaborata

Composizione e Percorso

La linfa elaborata è costituita dalle molecole organiche prodotte durante la fotosintesi. Il trasporto di queste sostanze dai tessuti produttori (foglie) a tutte le parti della pianta avviene attraverso i vasi cribrosi (o liberiani) e le cellule compagne del floema.

I vasi cribrosi sono cellule vive le cui pareti divisorie (placche cribrose) sono forate da pori, permettendo il flusso della linfa. Poiché i composti organici si accumulano spesso nelle radici, il trasporto avviene prevalentemente in quella direzione.

I composti organici ottenuti nel parenchima clorofilliano delle foglie vengono attivamente trasportati nelle cellule compagne del floema e, attraverso i plasmodesmi, all'interno dei tubi cribrosi.

Meccanismi di Trasporto della Linfa Elaborata

1. Meccanismo Passivo (Ipotesi del Flusso di Massa)

Il movimento avviene per mezzo di un gradiente di pressione tra gli organi fotosintetici (produttori) e gli organi consumatori (associazioni). L'aumento di carboidrati nei tubi cribrosi tende ad aumentare la concentrazione di soluti, causando l'ingresso di acqua per osmosi, derivante dalle cellule dello xilema. Questo crea una spinta verso gli organi consumatori di linfa elaborata, ovunque si trovino, con l'intervento di mezzi attivi nelle cellule che la richiedono. La conseguente diminuzione della concentrazione di soluti provoca la fuoriuscita dell'acqua dai tubi cribrosi per osmosi verso i tessuti circostanti.

2. Meccanismo Attivo (Scenario del Flusso Intracitoplasmatico)

Si ritiene che gran parte dei composti organici possa essere trasportata attraverso il citoplasma dei tubi cribrosi con un consumo di energia.

Il movimento della linfa elaborata è relativamente lento, poiché il lume del vaso liberiano è interrotto dalle placche cribrose. Durante la stagione fredda, questi fori vengono tappati con callosio, interrompendo il trasporto, che riprende in primavera.