Di Dianne Hermance | Aggiornato il 30 agosto 2022
Foto:Witthaya Prasongsin/Moment/GettyImages
Le piante sono indispensabili alla vita, poiché forniscono ossigeno, cibo, riparo e ombra. Oltre a questi ruoli, agiscono come condotti vitali per l'acqua, spostandola dal suolo all'atmosfera.
L’acqua è la linfa vitale di ogni pianta. Per supportare il metabolismo, la crescita e la fotosintesi, le piante devono trasportare l’acqua dal terreno alle foglie e dalle radici ad altri tessuti. Questo movimento si basa su un sofisticato sistema di tessuti che funzionano in modo simile al sistema circolatorio negli animali.
Lo xilema è un fascio di cellule morte e cave chiamate tracheidi e vasi, strettamente imballati con cellulosa e lignina. Queste cellule formano tubi continui che consentono all'acqua di viaggiare verso l'alto con una resistenza minima. Lo xilema è impermeabile e privo di citoplasma, il che gli consente di fungere da condotto passivo.
L'acqua sale dalle radici, passa attraverso lo xilema e raggiunge il mesofillo fogliare. Qui, gli stomi, minuscoli pori circondati da cellule di guardia, regolano la perdita di acqua e lo scambio di gas. Quando le cellule di guardia assorbono gli ioni di potassio, si gonfiano, aprendo gli stomi e consentendo al vapore acqueo di fuoriuscire mentre l'anidride carbonica entra per la fotosintesi.
Segnali ambientali come la luce, la temperatura, l’umidità e la concentrazione interna di CO₂ innescano l’apertura o la chiusura degli stomi. Durante condizioni calde o secche, gli stomi possono chiudersi per conservare l'acqua; in genere si chiudono di notte, riducendo la traspirazione.
A differenza dello xilema, il floema è costituito da cellule viventi che spostano zuccheri, amminoacidi e altri nutrienti in tutta la pianta. Il trasporto del floema, noto come traslocazione, ridistribuisce l'energia dalle foglie fotosintetiche alle radici, ai germogli e agli organi di immagazzinamento.
I peli radicali, cellule allungate che si estendono nel terreno, assorbono l'acqua tramite osmosi. L'acqua entra in queste cellule per diffusione, passa attraverso la corteccia della radice e attraversa l'endoderma, uno strato ceroso che filtra e dirige l'acqua nei vasi xilematici. Da lì sale verso la pianta.
La traspirazione è l'evaporazione dell'acqua dalle superfici fogliari. Crea una pressione negativa che attira più acqua verso l'alto attraverso lo xilema, mantenendo la pressione del turgore e raffreddando la pianta. Un semplice esperimento, coprire una foglia con un sacchetto di plastica trasparente, rivela la condensa, illustrando la traspirazione in azione.
Quando la traspirazione delle piante si combina con l’evaporazione dal suolo, il risultato è l’evapotraspirazione, che rappresenta circa il 10% del rilascio di umidità atmosferica della Terra. La perdita d'acqua varia notevolmente:una singola pianta di mais può evaporare fino a 4.000 litri al giorno, mentre un albero maturo di legno duro può perdere fino a 40.000 litri al giorno.
I tassi di traspirazione dipendono dalla temperatura, dall'umidità, dal vento, dall'umidità del suolo e dalle specie vegetali. Negli ambienti aridi, le piante grasse e i cactus hanno sviluppato un controllo stomatico specializzato per ridurre al minimo la perdita d'acqua, mentre le specie tropicali mantengono tassi di traspirazione più elevati per supportare una crescita rapida.
Le piante utilizzano un sistema altamente coordinato – osmosi delle radici, trasporto dello xilema, movimento dei nutrienti del floema e regolazione stomatica – per trasportare l’acqua e i nutrienti in modo efficiente. Questo intricato processo non solo sostiene la vita vegetale, ma modella anche i cicli globali dell'acqua, raffreddando i climi e mantenendo l'umidità atmosferica.
