6. adattamenti dei vegetali ai diversi fattori...
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6. ADATTAMENTI DEI VEGETALI AI DIVERSI FATTORI AMBIENTALI
La crescita delle piante è regolata in maniera precisa: infatti, le piante instaurano rapporti specifici con i diversi fattori ambientali che interagiscono in un determinato luogo. Principali fattori ambientali:
• Il clima fattore ambientale di maggior importanza
Costituito da due componenti principali: temperatura e precipitazioni, considerate sia nel loro andamento medio annuale che tenendo in considerazione le variazioni stagionali.
• Fattori abiotici
Acqua, luce, composizione del suolo, vento e umidità
• Fattori biotici
Interazione con altri organismi che si trovano nello stesso ambiente
Lo studio dei rapporti che si instaurano tra le singole piante e l’ambiente ci porta a capire il tipo di adattamento che la pianta stessa ha evoluto ai fini della sopravvivenza nell’ambiente
I segnali ambientali
I segnali ambientali
Le specie vegetali si sono differenziate per occupare una grande varietà di ambienti.
Per affermarsi e persistere in un determinato ambiente, le piante devono essere in grado di competere
- con altri organismi che occupano lo stesso habitat
- per la migliore capacità di resistere a fattori limitanti o alle condizioni avverse che si possono manifestare.
Piante che si sono adattate a vivere in ambienti estremi sono in grado di svolgere i processi cellulari fondamentali in condizioni che per altre piante sono definite stressanti:
• Sviluppo di nuove forme metaboliche
• Morfologie specializzate, che facilitano il recupero delle risorse necessarie per i processi vitali
• Sviluppo di cicli vitali specializzati che permettono loro di sopravvivere nel momento di condizione più sfavorevole mediante tipologie differenti di dormienza www.naturamediterraneo.com
I segnali ambientali
Acclimatazione vs Adattamento
Acclimatazione capacità di tollerare stress transitori attivando una serie di risposte fisiologiche
La resistenza agli stress è finalizzata alla sopravvivenza della specie in condizioni sfavorevoli. Esistono due tipi di resistenza agli stress:
• Evitamento Es: dormienza, caduta delle foglie durante la stagione invernale in piante latifoglie
• Tolleranza resistenza attiva alle condizioni sfavorevoli attraverso particolari modificazioni cito-fisiologiche
Adattamento coinvolge risposte di acclimatazione allo stress che sono divenute costitutive (sempre attive) nel tempo, attraverso le generazioni. L’adattamento è fissato geneticamente.
I segnali ambientali
In natura, le piante sono esposte ad un solo tipo di stress ambientale solo raramente Suolo caratterizzato da alta concentrazione salina
Aumento di tossicità ionica
Mancanza di acqua
Fattore Tipo di stress
Bassa temperatura Eccesso di irradiazione
Q.tà di energia luminosa disponibile eccede quella necessaria per svolgere la fotosintesi
Mancanza di acqua
La sopravvivenza di una specie vegetale in un particolare ambiente coinvolge diverse tipologie di adattamenti
I fattori ambientali
Fattori ambientali più rilevanti che influiscono sulle possibilità di vita e riproduzione dei vegetali: • Disponibilità di acqua
• Disponibilità di luce
• Il calore
• Natura del substrato
• Interazione con altri organismi viventi
ADATTAMENTI DEI VEGETALI AI DIVERSI FATTORI AMBIENTALI:
I. La disponibilità di acqua
Importanza dell’acqua per le cellule vegetali
L’acqua è contenuta in tutti i tessuti vegetali, quindi è di fondamentale importanza per tutte le cellule della pianta.
PRINCIPALI FUNZIONI DELL’ACQUA NELLE CELLULE VEGETALI
L’acqua presenta delle funzioni insostituibili nei processi fisiologici dei vegetali tutti i processi metabolici e fisiologici che avvengono nei vegetali sono possibili solo tra sostanze disciolte:
• I fotosintati sono trasportati in soluzione acquosa in tutte le parti della pianta
• Le attività enzimatiche avvengono in soluzione acquosa Es: idrolisi di granuli di amido per la conversione in glucosio
• L’accrescimento delle cellule per distensione nelle giovani piantine richiede acqua, immagazzinata all’interno del vacuolo, con conseguente aumento del volume cellulare
• Conferisce turgore e sostegno meccanico agli organi che non hanno tessuti di sostegno (Es: giovani plantule)
• La traspirazione a livello fogliare permette di evitare il surriscaldamento della pianta in condizioni di elevate irradianze e/o alta temperatura
Sistemi di trasporto nelle piante: generalità
Purves et al., Biologia. Zanichelli
Il trasporto di acqua nelle piante si verifica a tre livelli:
1) Trasporto di sostanze da cellula a cellula, percorrendo brevi distanze (Es: rilascio dei fotosintati dalle cellule fotosintetiche agli elementi cribrosi del floema)
2) Trasporto all’interno di singole cellule:
Assunzione di acqua e soluti mediante assorbimento radicale
Perdita di acqua mediante traspirazione attraverso gli stomi aperti
3) Trasporto su lunghe distanze a livello dell’intera pianta
Trasporto della linfa grezza attraverso lo xilema
Trasporto della linfa elaborata attraverso il floema
Il trasporto dell’acqua e dei soluti dipende dalla permeabilità selettiva delle membrane delle cellule vegetali
www.saiens.altervista.org
1) TRASPORTO PASSIVO
La diffusione dei soluti attraverso la membrana citoplasmatica avviene per gradiente di concentrazione. Può avvenire per diffusione semplice o attraverso specifiche proteine trasportatrici immerse nella membrana, legandosi selettivamente a molecole specifiche. Alcune proteine fungono da canali selettivi per il trasporto di ioni specifici (Es: ioni K+). Questi possono essere controllati da stimoli ambientali o biochimici per il loro funzionamento (Es: apertura/chiusura degli stomi)
Sistemi di trasporto nelle piante: generalità
2) TRASPORTO ATTIVO
Trasporto di soluti attraverso la membrana contro gradiente di concentrazione, a spese di energia metabolica (consumo di ATP) o trasporti attivi secondari
Sistemi di trasporto nelle piante: generalità
Il trasporto dell’acqua è determinato da fenomeni osmotici legati al vacuolo
Da Pancaldi et al., Fondamenti di Botanica Generale. McGraw-Hill
Sistemi di trasporto nelle piante: generalità
La velocità di trasporto idrico attraverso le membrane citoplasmatiche è influenzato dalle acquaporine
citosol
Canali specifici per il trasporto passivo di molecole di acqua.
Modificano la velocità di trasporto delle molecole di acqua attraverso la membrana citoplasmatica e il tonoplasto
• Aumentata efficienza di trasporto
• Regolazione della velocità di assunzione o perdita d’acqua da parte della cellula
Le acquaporine possono costituire dei canali regolati che si aprono e si chiudono in funzione di variabili come la pressione di turgore della cellula
Forma di modulazione in funzione di un diverso bilancio idrico
Sistemi di trasporto nelle piante: generalità D
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H2O e soluti in essa disciolti sono assorbiti dai peli radicali e attraversano il cilindro corticale per via simplastica o apoplastica
H2O e sali minerali che sono in grado di attraversare le membrane citoplasmatiche penetrano nel simplasto
A livello dell’endodermide è presente la banda del Caspary, che permette il passaggio selettivo delle sostanze minerali giunte per via apoplastica dalla corteccia al tessuto conduttore
H2O e sali minerali penetrati nel cilindro centrale attraversano i vasi xilematici e vengono trasportati fino alle foglie
Assorbimento di acqua e sali minerali per via radicale
Sistemi di trasporto nelle piante: generalità
Traspirazione: perdita di vapore acqueo dalle foglie attraverso gli stomi in seguito alla diversa concentrazione di acqua presente nell’aria tra mesofillo e atmosfera. La perdita di acqua dagli stomi richiama acqua dallo xilema
La coesione tra le molecole di acqua e la loro adesione alle pareti dei vasi rende possibile la trazione verso l’alto di masse di acqua senza che avvenga frammentazione delle stesse La tensione induce un abbassamento del potenziale idrico nello xilema delle radici, permettendo all’acqua di fluirvi passivamente dal terreno.
Trasporto della linfa xilematica secondo la teoria tensione-coesione
Sistemi di trasporto nelle piante: generalità
Il controllo della traspirazione
Fattori che inducono l’apertura degli stomi:
1) La luce stimola le cellule di guardia ad accumulare ioni K+ inducendo il turgore cellulare
(anche mediante l’attivazione della fotosintesi effettuata dai cloroplasti delle cellule stesse)
2) Utilizzo della CO2 incamerata in mancanza di luce e utilizzata nel processo fotosintetico
3) I ritmi circadiani
La traspirazione fogliare è
regolata dall’ apertura/chiusura
delle cellule di guardia che
costituiscono gli stomi
Sistemi di trasporto nelle piante: generalità
Da Campbell and Reece. Biologia - La forma e la funzione nelle piante. Zanichelli
Il trasporto di saccarosio dalle cellule sorgenti ai tubi cribrosi avviene: • Per via simplastica in alcune
specie • Per via simplastica e
apoplastica in altre specie
Il trasporto della linfa floematica
Il consumo di zuccheri o la conversione in amido (molecole inerti) nelle cellule pozzo comportano una differente concentrazione di saccarosio tra i tubi cribrosi (maggiore) e le cellule pozzo (minore). Il saccarosio quindi diffonde verso le cellule pozzo, con conseguente perdita di acqua dal tubo per osmosi
Il flusso floematico avviene per differenza di pressione dalle cellule sorgenti alle cellule pozzo
Adattamenti alla disponibilità di acqua
Secondo il rapporto che le piante stabiliscono con l’acqua presente nell’ambiente, si definiscono diverse categorie ecologiche:
IDROFITE – IGROFITE
Piante adattate a vivere in ambiente acquatico o con umidità atmosferica satura di vapore acqueo
MESOFITE Piante tipiche di climi temperati, con buona disponibilità di acqua
XEROFITE Piante adattate a vivere in ambienti aridi e secchi
Adattamenti alla disponibilità di acqua
IDROFITE e IGROFITE
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Flusso di energia ed importanza dell’ossigeno
Da Campbell and Reece. Biologia – La chimica della cellula e la vita. Zanichelli
I mitocondri di tutti gli eucarioti utilizzano i prodotti organici della fotosintesi come «combustibili» per la respirazione cellulare. In questo processo viene consumato O2.
Il prodotto finale è ATP, molecola ad alto contenuto energetico, rapidamente spendibile dagli organismi per espletare le reazioni metaboliche. Durante il processo vengono liberati CO2, acqua ed energia termica.
Riciclo degli elementi chimici essenziali per la vita all’interno dell’ecosistema
Conversione dell’energia luminosa (in entrata) in energia termica (in uscita dall’ecosistema)
Negli organismi autotrofi l’energia luminosa viene catturata e convertita in energia chimica mediante il processo fotosintetico.
Il prodotto della fotosintesi è costituito da molecole organiche, con liberazione di O2.
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Composizione dell’aria:
O2: 21%
CO2: 0,03%
Composizione dei gas disciolti in acqua:
O2: 0,6%
CO2: 0,03%
Gli organismi acquatici hanno a disposizione la stessa quantità di CO2 delle piante terrestri, ma dispongono di una quantità di ossigeno decisamente inferiore.
Inoltre, bisogna considerare che il contenuto di CO2 in ambiente acquatico può essere maggiore se si tiene in considerazione il contributo dei bicarbonati solubili. In atmosfera l’O2 non diventa mai limitante. In caso di allagamenti, tuttavia, gli apparati radicali di piante non adattate all’ambiente acquatico vanno incontro ad una situazione di scarso o nullo rifornimento di O2 (ipossia e anossia). Se la pianta non è in grado di tollerare la carenza di O2 in queste condizioni, entra rapidamente in una situazione di stress.
www. modenaonline.info
Risposta all’allagamento in piante mesofite
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
In assenza di O2 il processo di fosforilazione ossidativa è bloccato: ATP comincia ad essere prodotto per fermentazione
I primi processi fermentativi riguardano la conversione del piruvato in acido lattico
La fermentazione induce un abbassamento del pH intracellulare. La fermentazione lattica è inattivata
Il cambiamento di pH attiva gli enzimi coinvolti nella fermentazione alcolica, con produzione di etanolo
La resa di ATP prodotto per fermentazione è estremamente bassa (2 moli vs le 32 prodotte mediante la respirazione) mancanza di energia per tutti i processi metabolici Inoltre, l’acidosi citoplasmatica indotta in seguito ai processi fermentativi inibisce tutti i processi metabolici delle cellule vegetali morte cellulare
Da Buchanan et al., Zanichelli
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
La carenza di O2 associata all’allagamento impedisce alle piante di assorbire acqua a livello radicale:
- Lo scambio di O2 è limitato a causa della sua diminuzione nel suolo (sostituzione dei gas con acqua)
- Il ridotto scambio di gas induce la chiusura degli stomi a livello fogliare, per limitare la traspirazione
- La carenza di O2 induce la sintesi di etilene a livello fogliare
- L’etilene provoca l’epinastia fogliare crescita delle cellule adassiali del picciolo, con conseguente curvatura delle foglie verso il basso
Ridotto assorbimento della luce
Rallentamento della perdita d’acqua attraverso la traspirazione
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Classificazione delle specie vegetali sulla base della sensibilità alla mancanza di O2
1. Piante sensibili
Glycine max (soia) Lycopersicum esculentum (pomodoro) Pisum sativum (pisello)
2. Piante tolleranti l’allagamento
Hordeum vulgare (orzo) Solanum tuberosum (patata) Triticum aestivum (grano) Zea mays (mais)
3. Piante idrofite
Oryza sativa (riso) Acorus calamus (calamo aromatico) Echinocohloa crus-galli (giavone delle risaie) Zizania aquatica (riso selvatico)
Pisum sativum
wikipedia.org Zea mays
nuovavenezia.gelocal.it
Oryza sativa
www.plantlab.sssup.it
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Classificazione delle specie vegetali sulla base della sensibilità alla mancanza di O2
1. Piante sensibili
Glycine max (soia) Lycopersicum esculentum (pomodoro) Pisum sativum (pisello)
2. Piante tolleranti l’allagamento
Hordeum vulgare (orzo) Solanum tuberosum (patata) Triticum aestivum (grano) Zea mays (mais)
3. Idrofite
Oryza sativa (riso) Acorus calamus (calamo aromatico) Echinocohloa crus-galli (giavone delle risaie) Zizania aquatica (riso selvatico)
Pisum sativum
Wikipedia.org Zea mays
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Oryza sativa
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Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Piante in grado di tollerare l’allagamento
Le piante che tollerano l’allagamento possono resistere alle condizioni anossiche temporaneamente. Es: piantine di mais resistono dai 3 ai 5 giorni.
- Formazione di tessuto aerenchimatico, ricco di spazi intercellulari, in risposta alla scarsa areazione. La formazione ha luogo inizialmente a livello radicale e si estende ai fusti e alle foglie, per garantire una continuità con gli spazi aeriferi.
Radice di mais matura O2: 21%
Radice di mais matura O2: 3%
Immagini da Smith et al., Biologia generale, Zanichelli
• Maggiore disponibilità di O2 • Penetrazione radicale più profonda nel suolo
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Aerenchima in Potamogeton pectinatus, sezione trasversale dello stelo.
content.lib.washington.edu
- L’ingresso apoplastico dell’acqua negli spazi occupati dai gas è impedito dalla presenza di pareti ispessite che delimitano gli spazi intercellulari e da esoderma ed endoderma impermeabili.
- La formazione dell’aerenchima può avvenire:
• Per via schizogena espansione e separazione cellulare con conseguente formazione di spazi intercellulari. Es: aerenchima di Potamogeton pectinatus, pianta acquatica che produce aerenchima in maniera costitutiva.
Tuttavia, la formazione di aerenchima per via schizogena può avvenire anche in piante tolleranti l’ipossia. Meccanismo di induzione: sconosciuto.
• Per via lisigena morte controllata di alcune cellule, con conseguente creazione di tessuto aerenchimatico. Es: formazione di aerenchima in radice di mais. Induzione in risposta alla produzione di etilene.
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Classificazione delle specie vegetali sulla base della sensibilità alla mancanza di O2
1. Piante sensibili
Glycine max (soia) Lycopersicum esculentum (pomodoro) Pisum sativum (pisello)
2. Piante tolleranti l’allagamento
Hordeum vulgare (orzo) Solanum tuberosum (patata) Triticum aestivum (grano) Zea mays (mais)
3. Idrofite
Oryza sativa (riso) Acorus calamus (calamo aromatico) Echinocohloa crus-galli (giavone delle risaie) Zizania aquatica (riso selvatico)
Pisum sativum
Wikipedia.org Zea mays
nuovavenezia.gelocal.it
Oryza sativa
www.plantlab.sssup.it
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Classificazione delle idrofite:
Piante acquatiche
Vivono in suoli coperti da acqua per gran parte o per la totalità del loro ciclo vegetativo
a) Emergenti (piante anfibie): alcune parti del cormo si estendono sopra la superficie dell’acqua. Es: Saurus cerarus, Typha latifoglia, Oryza sativa, Populus alba (pioppo bianco)
b) Flottanti: l’intera pianta o alcune parti di essa sono flottanti sulla superficie dell’acqua. Es: Lemna minor, Ninfea
c) Sommerse: tutta la parte vegetativa è sommersa dall’acqua. Es: Najas marina, Elodea canadensis
a) Saurus cerasus
www.ruralramblings.com
b) Nimphaea alba
commons.wikimedia.org
c) Najas marina
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Adattamenti morfo-fisiologici in piante anfibie
1. Sviluppo di aerenchima radicale in maniera costitutiva per via schizogena
2. Presenza di rizomi dormienti durante il periodo di anossia (generalmente mesi invernali) e accumulo in essi di grandi quantità di molecole di riserva da utilizzare per la ripresa della crescita della pianta durante la primavera successiva:
• Amido, fruttani, zuccheri liberi
• Proteine ed amminoacidi
• Glutatione e molecole pronte a prevenire la formazione di radicali liberi durante il periodo di ricrescita, quando l’O2 torna ad essere disponibile
www.corbisimages,com
Acorus calamus
Pianta e sezione trasversale di radice di Acorus calamus
www.horizonherbs.com
Rizoma di Acorus calamus
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Adattamenti morfo-fisiologici in piante anfibie
3. Ingrossamento ed allungamento del fusto in risposta alla carenza di O2.
Lo stimolo primario è dato dalla produzione di etilene, che a sua volta stimola gli enzimi coinvolti nella distensione della parete cellulare. Sono coinvolti inoltre auxina e CO2 prodotta dalla respirazione, che, acidificando l’ambiente cellulare, promuove un ulteriore ingrossamento del fusto.
Es: riso ingrossamento limitato al coleottile
Potamogeton pectinatus ingrossamento e allungamento coadiuvato dall’idrolisi di amido in glucosio, utilizzato come fonte di energia
Da Buchnanan et al., Biochimica e Biologia Molecolare delle piante, Zanichelli
Allungamento del fusto di Oryza sativa in seguito ad allagamento
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Adattamenti morfo-fisiologici in piante anfibie
4. Produzione di radici avventizie
en.wikipedia.org
Radici aggiuntive che si sviluppano da meristemi secondari e sostituiscono quelle danneggiate dall’anossia.
• Costituite da abbondante tessuto aerenchimatico
• Crescono nei suoli superficiali migliore apporto di O2
• Aumentato sostegno meccanico contro le sollecitazioni causate dal flusso di acqua
Radici avventizie in piante di mangrovia
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Adattamenti morfo-fisiologici in piante anfibie
5. Sviluppo di pneumatofori
Presenti in piante anfibie che crescono in situazione di perenne inondazione. Estensioni delle radici che crescono verticalmente, fino a fuoriuscire dalla superficie dell’acqua. In questo modo, l’O2 diffonde fino a raggiungere le radici anossiche. (Es: Taxodium disticum, tasso delle paludi)
6. Formazione di lenticelle
Attraverso le lenticelle che si formano a livello del sughero che riveste le cellule radicali di alcune piante acquatiche (Es: salici e ontani), il flusso di O2 verso le radici è incrementato
Buchanan et al., Zanichelli
www.naturanelmondo.com www.eplante.ro
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Adattamenti morfologici in piante sommerse e flottanti
www.plantedthanks.co.uk
biologie.uni-hamburg.de
Idromorfismo: complesso di adattamenti morfologici e strutturali adottati dalle piante sommerse
Le piante sommerse e le piante con foglie flottanti mostrano gli stessi adattamenti a carico delle parti sommerse della pianta
Le piante con foglie flottanti mostrano adattamenti morfologici aggiuntivi a carico della parte che resta in superficie (eterofillia)
Vallisneria spiralis: pianta sommersa
Trapa nantans: pianta con foglie flottanti Adattamenti morfologici:
• Radicali
• Del fusto
• Delle foglie
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Adattamenti morfologici in piante sommerse e flottanti
1. Radici poco sviluppate o assenti
Lemna minor
• Acqua e nutrienti sono assorbiti direttamente anche dalle foglie e dal fusto elementi conduttori non necessitano di essere molto sviluppati
• Non vi è la necessità di sostegno della pianta
2. Morfologia del fusto
• Elementi conduttori poco sviluppati o assenti. Fasci conduttori disposti centralmente, per garantire una maggiore resistenza alle sollecitazioni del flusso di acqua
• Tessuto di sostegno quasi assente, la pianta è «sorretta» dalla spinta dell’acqua. Presenza di collenchima
• Ampi spazi extracellulari tessuto aerenchimatico ricco di spazi aeriferi che permettono di trattenere aria all’interno della pianta e favorire il galleggiamento
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Adattamenti morfologici in piante sommerse e flottanti
3. Morfologia delle foglie
Foglie sommerse
• Epidermide con pareti molto sottili, assenza di cuticola, forma generalmente allungata necessità di garantire al massimo l’efficienza degli scambi gassosi
• Assenza di stomi e tricomi
• Mesofillo ricco di spazi intercellulari, costituito da parenchima omogeneo con cellule di grandi dimensioni
• Foglie equifacciali, assenza di parenchima a palizzata e parenchima lacunoso
Epidermide
Mesofillo con parenchima aerifero
Fascio conduttore
Sezione trasversale della foglia equifacciale di Zanichella palustris. Strasburger, Antonio Delfino Editore
Elodea canadensis
es.wikipedia.org
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Adattamenti morfologici in piante sommerse e flottanti
Foglie galleggianti
it.wikipedia.org
• Superficie sviluppata ed epidermide con clorofilla per raccogliere la maggior quantità di luce
• Foglie epistomatiche per garantire gli scambi gassosi con l’atmosfera
• Lamina fogliare rivestita di sostanze cerose per facilitare lo scorrimento dell’acqua, impedendo la chiusura degli stomi e mantenendo la capacità di effettuare la fotosintesi
Il picciolo è spesso ingrossato, in grado di portare il lembo fogliare all’esterno dell’ambiente acquatico.
Abbondante presenza di tessuto aerenchimatico:
• Per favorire il galleggiamento
• Per trasferire i gas dalla lamina fogliare verso le parti sommerse della pianta
Il picciolo è inoltre ricco di collenchima per essere flessibile alle sollecitazioni del flusso di acqua
Picciolo ingrossato in foglia di Trapa natans
Sezione trasversale di picciolo di Ninfea
Adattamenti alla disponibilità di acqua: idrofite
Adattamenti morfologici in piante sommerse e flottanti
3. Morfologia del fiore
In entrambi i casi il fiore si forma abitualmente sulla superficie dell’acqua. Nel caso in cui si formino fiori sotto la superficie dell’acqua, questi permangono allo stato di bocciolo, all’interno del quale avviene la fecondazione.
Adattamenti morfologici rendono possibile l’impollinazione: Il caso di Vallisneria spiralis
calendariofioral.wordpress.com
en.wikisource.com
Piante d’acqua. Fratelli Fabbri Editori
Fiore femminile
Fiore maschile
Fiori maschili
Fiore femminile Fiori maschili
Pianta monoica:
• Fiori femminili portato da un peduncolo avvolto a spirale che cresce fino a raggiungere la superficie dell’acqua. Aprendosi, mettono in evidenza il pistillo.
• Fiori maschili differenziati sott’acqua. Ancora chiusi vengono staccati dalla pianta, arrivano in superficie, aprono il perianzio mettendo in evidenza gli stami con antere mature. Galleggiando, entrano in contatto con i fiori femminili
impollinazione
Adattamenti alla disponibilità di acqua: igrofite
Piante che vivono in un’atmosfera molto umida Es: piante ombrofile (igrofile) e piante delle foreste tropicali umide. Sono soggette a igromorfismo caratteristiche strutturali che favoriscono la traspirazione (spesso associato a condizioni sciafile)
• Lamine fogliari ampie e sottili maggiore efficienza fotosintetica
• Cellule epidermiche contenenti cloroplasti maggiore efficienza di cattura della luce
• Assenza di peli morti di rivestimento, presenza di peli vivi e papille aumento della superficie traspirante
• Stomi talora sopraelevati traspirazione favorita
• Mesofillo costituito da pochi strati di cellule, con pareti molto sottili. Ampi spazi intercellulari per favorire gli scambi gassosi
wolfgang-michel-photos.de Strasburger, Antonio Delfino Editore
epidermide tricomi
stomi sopraelevati
epidermide
tricomi
cellule a palizzata
del mesofillo
Parenchima lacunoso
Sezione trasversale di foglia di Ruellia portellae, pianta sciafila tropicale
Adattamenti alla disponibilità di acqua: igrofite
commons.wikimedia.org
Nelle igrofite è molto frequente il fenomeno della guttazione secrezione di acqua a livello fogliare in presenza di elevata umidità nell’aria, a causa di una pressione radicale che spinge il contenuto xilematico verso l’alto.
Alla base del fenomeno della guttazione vi è la necessità della pianta di mantenere un flusso di acqua anche in assenza di traspirazione.
La fuoriuscita dell’acqua avviene attraverso apposite aperture chiamate idatodi, presenti principalmente sulla lamina fogliare. Sono costituiti da cellule parenchimatiche sottoepidermiche, prive di clorofilla, sottostanti a speciali stomi acquiferi.
Sono presenti inoltre idatodi a tricoma, contenenti ghiandole acquifere che funzionano indipendentemente dalla pressione radicale.
Es: durante la notte, la pianta tropicale Colocasia nymphaeifolia può espellere attraverso gli idatodi presenti sulla sua ampia lamina fogliare un quantitativo di acqua che può raggiungere volumi di 100 mL
Adattamenti alla disponibilità di acqua: igrofite
Piante epifite
Piante che vivono su altre piante senza esserne parassite
Spesso presenti nelle foreste tropicali.
Vantaggi adattativi
• Migliore capacità di recuperare luce per i processi fotosintetici in un ambiente sciafilo
• Recupero di acqua e sali minerali assorbendo a livello radicale l’acqua piovana e l’umidità dell’aria
Orchidea epifita
Radici aeree avventizie per l’assorbimento di acqua e sali minerali
Dischidia imbricata
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Adattamenti alla disponibilità di acqua: igrofite
Piante epifite
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Tra le piante epifite, molto diffuse sono le orchidee con velamen.
Velamen strato pluricellulare di tessuto epidermico biancastro e spugnoso presente all’estremità del cilindro corticale. Adibito all’assorbimento per capillarità dell’acqua piovana e alla funzione di protezione .
Con l’assorbimento radicale, il colore passa da biancastro a traslucido, mettendo in evidenza i tessuti sottostanti delle radici fotosintetiche di orchidea.