Le piante sono gli organismi più antichi presenti sul nostro pianeta, gli unici ad essere del tutto autonomi per quanto riguarda la sintesi delle molecole organiche a partire dal materiale inorganico, formate da cellule evolute e capaci di vivere per decenni, se non millenni.
Il successo evolutivo delle piante è sopratutto legato alla fotosintesi clorofilliana. Volendo fare un paragone, mentre le radici ed il fusto sono rispettivamente il centro di estrazione delle risorse e l’autostrada per il trasporto delle sostanze, le foglie sono il vero e proprio laboratorio chimico dei vegetali. È principalmente lì che avviene la trasformazione dei composti inorganici in molecole organiche grazie alla fotosintesi.
La fotosintesi clorofilliana è un processo chimico unico nel suo genere, con cui le piante, utilizzando l’anidride carbonica, l’acqua e l’energia del Sole producono varie sostanze essenziali per la propria vita, costituite principalmente dai carboidrati. Come sottoprodotto del processo chimico, la pianta libera nell’atmosfera l’ossigeno.
Soltanto grazie all’avvento delle piante la vita ha iniziato a svilupparsi fuori dal mare, negli organismi che oggi conosciamo, tra cui l’essere umano. I vegetali sono riusciti ad adattarsi alle più disparate condizioni ambientali, arrivando a vivere negli ecosistemi più disparati ed estremi.
In base alla tipologia di fotosintesi clorofilliana le piante possono essere suddivise in grandi categorie: le piante C3, C4 e CAM.
Le piante con fotosintesi di tipo C3
Le specie vegetali che fissano il carbonio atmosferico attraverso un particolare processo chiamato “ciclo di Calvin”, sintetizzano un composto a tre atomi di carbonio e, per questo, sono chiamate “C3”.
Moltissime specie di piante appartengono a questo gruppo le cui caratteristiche principali sono la fotosintesi diurna, il processo localizzato all’interno di una sola cellula e senza la necessità di scompartimenti. L’habitat di queste piante è solitamente il clima temperato. Tra le specie C3 ricordiamo la soia, l’avena, il grano e il riso importantissimi nell’alimentazione umana ed animale.
Piante C4: adattarsi per sopravvivere
Con piante C4 vengono indicate le piante legate ad ambienti caldi con disponibilità idrica che utilizzano un tipo di fotosintesi diversa dalla C3. Tali specie vegetali utilizzano un sistema di fissazione dell’anidride carbonica a ridotto consumo d’acqua. A differenza delle specie C3, il processo di fotosintesi avviene in due cellule differenti collegate tramite una rete di plasmodesmi, dei veri e propri connettori tra le pareti cellulari. Il primo composto che si forma a seguito della reazione dell’anidride carbonica ha quattro atomi di carbonio, da qui la definizione di piante C4
CAM: Crassulacean Acid Metabolism
Negli ambienti estremi dove l’acqua non esiste le piante hanno sviluppato un particolare adattamento per la fotosintesi clorofilliana attuato sopratutto nelle Crassulaceae, nelle Cactaceae e in alcune specie di altre famiglie ben note, come ad esempio l’Ananas. Nelle piante la fotosintesi avviene con gli stomi chiusi di giorno, al contrario delle altre due categorie. Gli stomi hanno la funzione di consentire gli scambi gassosi tra la pianta e l’esterno: in questo modo, riducendo gli scambi con l’esterno, le piante CAM possono risparmiare moltissima acqua riuscendo cosi a sopravvivere. Gli stomi saranno aperti durante la notte.
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