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  • Team BioVario

La biodiversità delle risposte ecofisiologiche

Aggiornamento: 7 apr 2020

Conferenza a cura del Dott. Mirko Granata del Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente dell' Università degli Studi di Pavia.

In questa conferenza, tenuta presso l'Istituto Tecnico Agrario Carlo Gallini, il Dott. Mirko Granata ci parla della Biodiversità delle risposte ecofisiologiche delle piante, vale a dire il processo che ha determinato, a partire dalle alghe primitive, lo sviluppo di tutta la biodiversità in base alla forma e ai colori che possiamo osservare oggi nelle piante e nei fiori.

La diversità che caratterizza le foglie – ci spiega Mirko Granata - è dovuta alla fotosintesi, reazione che converte l'energia del sole in zucchero e altre sostanze disponibili per l'uomo e in generale per qualsiasi altra forma di vita sulla terra.”

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del Dott. Mirko Granata


Per definire le caratteristiche morfologiche della foglia esistono alcuni indici usati in campo scientifico. Tra questi l'indice LTD (Leaf Tissue Density), lo SLA (Specific Leaf Area) e l'LMA (Leaf Mass Area), quest'ultimo destinato a esprimere il valore di consistenza fogliare. Per calcolare questi indici vengono impiegate diverse strumentazioni scientifiche tra cui particolari tipi di stufe per l'essiccazione dei preparati vegetali e i microscopi utilizzati per misurare gli spessori delle foglie. Oltre a questi parametri scientifici, altri agenti concorrono a influenzare la forma della foglia: per esempio il calore dell'ambiente può determinare in alcune piante la crescita di peli che danno poi origine alla produzione di oli essenziali come nel caso di piante ad uso officinale; ne è un esempio il Geranio.

Un ulteriore parametro che indirizza la crescita della pianta è l'angolo di inclinazione fogliare che è indicativo della capacità di intercettazione della luce. Gli ulivi, nel paesaggio mediterraneo, durante le ore più calde della giornata, per difendersi dall'eccesso di calore, raddrizzano le foglie e mostrano la pagina argentea creando effetti graziosi da un punto di vista paesaggistico ma emettendo al contempo un segnale di stress dovuto a una condizione di siccità.

La fotosintesi
La foglia – racconta Mirko Granata - o più in generale una pianta, funzionano un po' come un'azienda. Ci sono delle entrate e delle uscite. Se le uscite sono bilanciate alle entrate la pianta sta bene, se le uscite e le entrate coincidono la pianta è in equilibrio instabile, se le uscite sono più delle entrate la pianta entra in forte sofferenza”.

Le foglie sono l'organo deputato per eccellenza a intercettare la radiazione attraverso i pigmenti clorofilla e carotenoidi. Le condizioni favorevoli affinchè avvenga il processo fotosintetico sono la radiazione, la disponibilità idrica e i nutrimenti del suolo. Attraverso il processo di fotosintesi la pianta produce le sostanze di cui ha bisogno, tra queste il glucosio, diversi polisaccaridi come gli amidi e come sottoprodotto di scarto l'ossigeno che in parte viene liberato nell'ambiente e in parte consumato dalla pianta stessa.

E' possibile misurare la quantità di ossigeno liberato dalla pianta mediante apparecchi programmati per calcolare la capacità fotosintetica di una foglia restituendone il valore di flusso. Queste misurazioni rivestono una grande importanza per l'uomo e per la scienza in quanto sono in grado di calcolare la presenza di carbonio nell'atmosfera e sono alla base del protocollo di Kyoto che si occupa appunto dello stoccaggio del carbonio.

Le piante inoltre rilasciano acqua nell'atmosfera contribuendo a rendere l'aria attorno alla pianta più umida e favorendo l'abbassamento della temperatura circostante.

La risposta ecofisiologica al gradiente luminoso
Differenti tratti fisiologici e morfologici si possono identificare nelle specie vegetali che crescono in condizioni di scarsa o eccessiva radiazione solare.”

E' stato possibile osservare l'interazione del gradiente luminoso con le piante in ambiente naturale per esempio all'interno della Riserva dell'Università “Bosco Siro Negri” situata nel Parco del Ticino, luogo che presenta caratteristiche uniche a livello di vegetazione in quanto da più di un secolo il sito appare svincolato dalla gestione umana. Questo tipo di bosco riesce a intercettare circa il 95 per cento della radiazione solare lasciandone solo il 5 per cento alla base e presenta dunque un indice di irradiazione decisamente basso.

Si può così osservare che le foglie di sole presentano elevati tassi di fotosintesi rispetto alle foglie di ombra. Le foglie di sole inoltre hanno una consistenza maggiore (dato dal maggior spessore della lamina fogliare) mentre le foglie di ombra si presentano con una superficie fogliare molto più ampia. Presentano anche una diversificazione nella colorazione: le foglie di sole sono tendenzialmente più giallastre a causa della presenza del carotene, pigmento utile per bloccare l'eccesso di radiazioni, mentre le foglie di ombra risultano più verdi disponendo di più clorofilla e minor quantità di carotenoidi.

Uno strumento utilizzato per misurare i pigmenti è il Fluorimetro che viene tarato per rilevare le tracce della clorofilla ed è in grado di verificare lo stato di salute della foglia, rivelando, grazie a dispositivi secondari di cui è dotato, se una pianta è più adatta al buio o alla luce.

La risposta allo stress idrico: il nocciolo

Il nocciolo è una specie che cresce tipicamente nel sottobosco delle foreste ma riesce a stabilirsi anche in condizioni di elevata radiazione solare, dimostrando quindi una buona capacità di adattamento. In uno studio è stato notato che la sua capacità adattativa è tale da consentirgli di perdere la quasi totalità delle foglie durante il periodo di siccità estivo e ti riemettere le stesse dopo il passaggio della stagione avversa. Questo tipo di comportamento viene definito come riassestamento dell’indice d’area fogliare e dimostra la dinamicità degli organismi vegetali.

La curva di Fibonacci

Per esplorare l'ambiente le piante adottano un sistema semplice ma efficace, lo schema di Fibonacci, un modello di esplorazione dello spazio in genere utilizzato da organismi semplici o dotati di una ridotta mobilità. Questo schema, a forma di spirale, permette di raggiungere la maggior superficie possibile con il minimo sforzo. Se, per ipotesi, una pianta ricevesse luce da tutte le direzioni in egual misura, avrebbe una disposizione dei rami regolare e uniforme molto simile alla spirale di Fibonacci.

Se analizziamo però queste forme anche da un punto di vista estetico o paesaggistico, la loro regolarità potrebbe causare un appiattimento della visione, introducendo forse una nota di monotonia. Per questo in natura questa situazione non si verifica mai, la competizione tra le specie vegetali e gli eventi naturali (fulmini, grandine, etc...) fanno si che un albero sia diverso dall’altro e che il paesaggio naturale sia sempre vario.


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