Nutrizione

Al contrario degli animali, che si nutrono per digestione, cioè demolizione, di molecole organiche complesse che introducono dall'esterno, le piante sono organismi autotrofi, cioè si nutrono di molecole organiche che esse stesse sintetizzano mediante la fotosintesi a partire da molecole inorganiche semplici (tra cui diossido di carbonio, o anidride carbonica secondo la vecchia dizione, e acqua) che assorbono dall'esterno.

  La fotosintesi

La fotosintesi è un processo attivato dall'energia luminosa che porta alla produzione di glucosio in seguito alla reazione tra acqua e diossido di carbonio.

La fotosintesi avviene nelle foglie , organi specializzati per catturare la luce del Sole, assicurare gli scambi gassosi tra l'organismo e l'ambiente esterno e regolare il flusso d'acqua:

• l'energia luminosa proveniente dal Sole è assorbita dalla clorofilla presente nei tilacoidi all'interno dei cloroplasti delle cellule del mesofillo (v. fig. 16.1);
• il passaggio dei gas avviene attraverso gli stomi e il percorso verso le cellule è facilitato dagli spazi del tessuto lacunoso della foglia: il diossido di carbonio è assorbito dall'aria esterna e utilizzato per la fotosintesi, con contemporanea emissione verso l'esterno di ossigeno; durante la respirazione cellulare l'ossigeno viene assorbito dall'aria, mentre il CO2 viene eliminato dalle cellule;
• l'acqua necessaria per la fotosintesi arriva alle foglie dalle ramificazioni (nervature) dei vasi dello xilema.

La pianta assorbe l'acqua e i sali in essa disciolti dall'ambiente esterno attraverso la radice e li trasporta fino alle foglie attraverso un sistema di vasi conduttori. L'assorbimento dell'acqua e dei sali avviene per un insieme di processi fisici, chimici e biologici.

L'acqua che si trova nel terreno entra nei peli radicali per osmosi : infatti l'acqua del terreno, che ha pochi sali disciolti, è una soluzione meno concentrata di quella presente all'interno delle cellule (nell'osmosi il flusso di solvente è diretto dalla soluzione meno concentrata alla soluzione più concentrata, separata dalla prima da una membrana semipermeabile).

La maggior parte dell'acqua passa poi attraverso l'epidermide e la corteccia seguendo la via di minor resistenza, cioè fluisce tra le pareti delle cellule, fino all'endoderma: qui la banda del Caspary , formata da cellule con pareti parzialmente impermeabili, la costringe a passare attraverso il citoplasma e a entrare per osmosi nei vasi legnosi del cilindro centrale, dove la soluzione acquosa è più concentrata; in questo modo si impedisce all'acqua di fuoriuscire di nuovo attraverso gli spazi tra parete e parete.

La maggior parte dei sali minerali presenti nell'acqua del terreno entra nelle cellule dei peli radicali per trasporto attivo ; infatti i sali presenti nelle cellule sono in genere in concentrazione maggiore di quelli sciolti nell'acqua. L'energia necessaria al trasporto attivo è fornita dalla respirazione delle cellule della radice.

I sali passano poi per diffusione attraverso le cellule dell'epidermide, della corteccia e dell'endoderma mediante i plasmodesmi, giunzioni citoplasmatiche che mettono in comunicazione le cellule adiacenti.

I sali si concentrano infine negli spazi intercellulari del cilindro centrale per trasporto attivo a opera delle cellule vive del periciclo e fluiscono per diffusione nelle cellule dello xilema (che sono cellule morte, in cui le soluzioni sono meno concentrate) attraverso i pori delle pareti.