--- L'ASSORBIMENTO ---

Dobbiamo innanzitutto distinguere tra assorbimento ed assimilazione. L’assorbimento è il processo in cui i peli radicali fanno penetrare all’interno della pianta l’acqua del terreno (substrato) e i suoi soluti. Gli elementi minerali inorganici assorbiti dall’esterno vengono poi trasformati in composti organici vegetali che costituiscono la pianta. Questa è l’assimilazione che quindi riguarda lo studio delle vie biochimiche attraverso cui si trasformano i nutrienti, l’ anidride carbonica, l’acqua e l’ossigeno.

I nutrienti che vengono assorbiti, se necessari all’economia della pianta, vengono assimilati subito, altrimenti vengono tenuti in riserva nei vacuoli delle cellule.

Per comprendere come avviene l’assorbimento dobbiamo vedere più da vicino come è fatta una cellula vegetale (vedi figura).





Essa è formata di una parete cellulare di cellulosa che racchiude il “citoplasma” (o semplicemente plasma) che è un aggregato colloidale proteico in cui “organelli” specializzati compiono le varie funzioni vitali in cui la cellula è specializzata e un cui si trova il “nucleo” formato di DNA che gestisce e controlla le attività cellulari. Il citoplasma è contornato da una sottilissima membrana lipoproteica (formata da acidi grassi legati e attraversati da reticoli proteici) che lo contiene e lo separa dalla parete cellulare. All’interno del citoplasma, durante lo sviluppo cellulare si vengono a formare dei “vacuoli”, delle bolle liquide contenenti in soluzione metaboliti intermedi o di riserva. Anche i vacuoli sono contornati e contenuti da una membrana simile alla membrana cellulare. Con la maturazione della cellula e con la sua piena entrata in attività nel tessuto di cui fa parte i vacuoli si concentrano in un unico grande vacuolo centrale che spesso viene ad occupare la grande maggioranza del volume cellulare (come ad esempio nei tessuti interni delle foglie).

La cellulosa è porosa all’acqua e a tutte le sostanze in essa disciolte e per la sua struttura attrae l’acqua per “imbibizione”, come la carta assorbente (che è fatta di cellulosa), esercitando una forza di suzione dell’acqua che è proporzionale al suo grado di imbibizione (molto forte quando è “secca” fino ad annullarsi a saturazione).

Ma ancor più forte è la forza di assorbimento di acqua per imbibizione da parte del citoplasma. Esso è formato da una complessa e variabile miscela acquosa di assai diverse sostanze per lo più di natura organica (proteine, acidi nucleici ecc), in parte anche minerale per lo più disciolte ma anche allo stato solido, in incessante trasformazione e rielaborazione.

Lo stato fisico del citoplasma è una via intermedia tra i liquidi e i solidi detto stato “colloidale”. I colloidi esercitano una forte attrazione di acqua per imbibizione, anch’essa proporzionale al contenuto di acqua presente.

Per avere un esempio dell’azione di tale meccanismo di assorbimento basta osservare come si rigonfia un seme in germinazione assumendo acqua attirata dalla cellulosa dal plasma cellulare e dagli amidi di riserva, per imbibizione colloidale. La forza di assorbimento di semi secchi arriva a diverse centinaia di atmosfere, ma poi diminuisce rapidamente man man che procede la loro imbibizione.Nelle condizioni fisiologiche normali di una pianta in piena attività, i colloidi sono molto vicini allo stato di saturazione con acqua: il loro potere di imbibizione ha allora importanza, più che per l’assunzione di altra acqua dall’esterno, per mantenere in un determinato stato fisico chimico le delicatissime strutture del plasma, dalla cui efficienza dipende la vita della cellula.

L’assorbimento di acqua, in queste condizioni, avviene per un altro meccanismo, cioè per osmosi attraverso la membrana esterna al citoplasma e al vacuolo. Tali membrane sono infatti parzialmente “semipermeabili” (cioè sono permeabili all’acqua e impermeabili alle molecole disciolte in essa) e quando la soluzione esterna è meno concentrata di quella interna alla membrana per il principio fisico dell’osmosi viene richiamata acqua all’interno. La concentrazione dei soluti presenti nel vacuolo centrale richiama acqua dall’esterno e ne determina un aumento di volume esercitando una pressione dall’interno sulla parete cellulare la quale diviene rigida e sempre più tesa: la cellula si trova allora in uno stato di “turgore” determinato dall’interna pressione osmotica.

Quanto sia importante il turgore cellulare appare chiaro quando si ricordi che su di esso si basa la solidità meccanica delle piante erbacee, soprattutto evidente quando foglie, rami, intere piante diventano flaccide e cascanti quando disgraziatamente viene loro a mancare l’acqua.

Sempre per lo stesso motivo si manifestano fenomeni di appassimento in conseguenza di eccessiva fertilizzazione. In questo caso la concentrazione della soluzione nutritiva è più elevata di quella interna alle membrane cellulari o è poco differente da essa per cui la pressione osmotica è insufficiente a far “salire” l’acqua col risultato di far appassire le parti più sensibili fino ad arrivare alla necrosi delle parti che più difficilmente riescono a mantenere una sufficiente imbibizione (punte delle foglie, più lontane dal rifornimento di acqua).

La punta di ogni radice è formata da un gruppo di cellule indifferenziate che continuano a dividersi e produrre nuove cellule (meristema). Le cellule prodotte man mano che maturano estroflettono lunghe proberanze dette “peli radicali” che aumentano enormemente la zona di contatto e “interfaccia” con l’esterno. La superficie totale dei peli radicali raggiunge diverse centinaia di mq!

La parete cellulare è molto fine e la membrana semipermeabile del citoplasma è quasi a diretto contatto col terreno e con la soluzione circolante. Invecchiando, la cellula della radice perde le estroflessioni e matura la sua parete cellulare e ingrandisce i vacuoli. Le cellule radicali più attive nell’assorbimento sono quindi quelle poco dietro alla punta, molto ricche di peli radicali e citoplasma. Subito dietro a loro si iniziano a formate tessuti tubulari che poi, sempre salendo dalla punta di una radice lungo le sue ramificazioni, fino al fusto, si evolvono in efficienti strutture di trasporto (il tessuto vascolare) che arrivano fino alle foglie.

Man mano che le foglie perdono acqua attraverso gli stomi (che sono delle finissime aperture regolabili (stoma =bocca) dell’epidermide fogliare necessarie a far entrare l’anidride carbonica dell’aria per la fotosintesi) il loro turgore diminuisce, la loro forza di assorbimento aumenta per osmosi e l’effetto si diffonde fino alle punte delle radici che fanno entrare attraverso le loro membrane nuova acqua.

Le membrane tuttavia non sono perfettamente semipermeabili in quanto evidentemente, oltre all’acqua fanno passare anche alcune molecole disciolte in essa.

Questa parziale permeabilità è però selettiva e riguarda solo alcuni soluti.

Le membrane plasmatiche sono oggetto di grande studio e interesse scientifico e non ancora completamente conosciute. Sono stati trovati alcuni meccanismi di trasferimento attivo, mediato da proteine e altri meccanismi più complessi del semplice trasporto per diffusione e filtrazione anche se questo meccanismo è quello fondamentale.

Gli ioni minerali, essenziali per la crescita, passano abbastanza liberamente sebbene meno facilmente che non le molecole di acqua.

Vi sono altre molecole, pur solubili, che non passano attraverso le membrane plasmatiche, ad esempio tutte le molecole organiche (aminoacidi, peptidi ecc) che altrimenti potrebbero passare anche dall’interno della pianta alla terra perdendosi e molte molecole minerali che non hanno una forma “adatta”. Gli ioni minerali che fossero presenti in eccedenza nella soluzione nutritiva e quindi non direttamente assimilati possono venire accumulati nei vacuoli. Aumenta di conseguenza la concentrazione interna che richiama maggiormente l’acqua in un equilibrio dinamico incessante.

Le cellule essendo in comunicazione fra loro si distribuiscono i materiali accumulati che si spostano dalle zone di maggior concentrazione a quelle di minor concentrazione (dove vengono usati) equilibrando in continuo la loro concentrazione.

Alcuni elementi, come ad esempio il calcio, se presente in eccesso, viene trasformato in forme insolubili (ossalato o carbonato di calcio) è così neutralizzato. Lo ione potassio può essere legato con lo ione malato (lo ione dell’acido malico, non quello che non sta molto bene…) e bloccato dalle membrane e così via per una quantità di meccanismi che fanno si che l’assorbimento dei minerali sia in qualche modo regolato e adeguato alle effettive esigenze della pianta nel suo complesso anche se non direttamente al livello dei peli radicali.

In definiva, anche l’assorbimento dei nutrienti non è da considerarsi “passivo” cioè indipendente da quanto avviene in ogni momento dentro e fuori la pianta, ma parte di un complesso sistema di equilibri che si è evoluto durante miliardi di anni per adattarsi all’ambiente, emergendo attraverso la selezione.

Ne deriva, come insegnamento pratico, che non potremo mai forzare comportamenti diversi da quelli naturali, ma dovremmo cercare di capirli ed assecondarli, per aiutare le nostre amate a sviluppare ed esprimere tutte le risorse di cui esse potenzialmente dispongono.