Vorrei sapere come avviene il meccanismo della salita dell’acqua dalla radice alla foglia di una pianta.

L’assorbimento dei raggi solari da parte delle piante fornisce l’energia necessaria per effettuare la fotosintesi, ma allo stesso tempo causa il riscaldamento della pianta stessa. Per dissipare il calore ed abbassare così la propria temperatura, la pianta perde costantemente acqua a livello delle foglie: l’evaporazione dell’acqua infatti è un processo che rilascia molta energia, e il calore è una forma di energia. Questo fenomeno è detto traspirazione, ed è strettamente collegato alla risalita dell’acqua dalle radici alle foglie.

L’acqua è portata alle foglie da un sistema di vasi detto xilema, costituito da due tipi di cellule specializzate nel trasporto: le tracheidi, presenti sia nelle Angiosperme che nelle Gimnosperme, e gli elementi dei vasi, sviluppati solo nelle Angiosperme e in un piccolo gruppo di Gimonosperme, le Gnetales. Entrambi questi elementi sono morti quando sono in funzione, pertanto fungono semplicemente da tubi cavi rinforzati da pareti secondarie lignificate, necessarie per resistere alle elevate pressioni generate dallo scorrere del liquido. La lignina è una sostanza che si accumula progressivamente nella parete, fino a causare la morte della cellula; conferisce rigidià  ed impermeabilità, perciò è prodotta da quei tipi di cellule vegetali deputate al sostegno e alla resistenza della pianta.

Il trasporto dell’acqua in generale può avvenire secondo due modalità: la diffusione e il flusso di massa. La diffusione semplice consiste nello spostamento secondo gradiente di concentrazione di una sostanza, cioè da punti a maggiore concentrazione a punti a minore concentrazione; è però rapida solo se la distanza tra i due punti è breve, nell’ordine di µm (10-6 m). Il flusso di massa invece è il movimento di gruppi di molecole in risposta a gradienti di pressione, il movimento tipico ad esempio dell’acqua nelle tubature: in questo caso, lo spostamento è dato dalla differenza di pressione tra due punti, mentre la velocià  è indipendente dalla distanza; questo è il meccanismo predominante responsabile del trasporto a lunga distanza dell’acqua nello xilema.

La traspirazione comporta una diminuzione della pressione idrostatica (pressione generata dall’acqua) fino a valori negativi sulla singola foglia, mentre l’assorbimento costante a livello radicale garantisce valori superiori; la differenza di pressione consente quindi il richiamo di acqua dalle radici verso le foglie attraverso i vasi xilematici. A livello fogliare, infatti, le cellule del mesofillo sono in contatto diretto con l’atmosfera tramite un esteso sistema di spazi aeriferi intercellulari. L’acqua evapora da una sottile pellicola che avvolge questi spazi, così, progressivamente, altro liquido è trascinato verso gli interstizi. Si formano dei minuscoli menischi all’interfaccia aria-acqua che generano la pressione negativa, dovuta ad una proprietà dell’acqua, la tensione superficiale. La tensione superficiale si forma all’interfaccia aria-acqua e consiste nella maggiore attrazione delle molecole d’acqua tra loro rispetto alla fase gassosa; all’interfaccia le molecole di acqua esercitano una forza che non solo influenza la forma della superficie (formazione dei menischi), ma crea anche la pressione necessaria al richiamo di liquido.

Fonti:
Taiz, Zeiger, Fisiologia vegetale, Piccin

Link utili:
http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=2585
http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=5539

Da: http://www.uic.edu/classes/bios/bios100/lecturesf04am/model.gif