Le piante sono organismi viventi straordinari: producono il cibo che mangiamo, l'ossigeno che respiriamo e popolano ogni angolo del pianeta, dai deserti rocciosi alle profondità degli oceani.
Cosa sono le piante
Le piante appartengono a un grande regno dei viventi, distinto da quello degli animali, dei funghi, dei protisti e dei batteri. Sono organismi pluricellulari, cioè formati da moltissime cellule, e possiedono una caratteristica unica chiamata autotrofia. Questo termine significa che le piante riescono a fabbricarsi il nutrimento da sole, partendo da sostanze semplici come acqua, anidride carbonica e luce solare. A differenza degli animali, che devono cercare il cibo spostandosi, le piante restano radicate nel terreno e producono ciò di cui hanno bisogno. Pensa a un girasole in un campo: rimane fermo per mesi eppure cresce, fiorisce e produce nuovi semi senza mangiare nulla. Anche un piccolo basilico sul davanzale della cucina compie lo stesso miracolo, trasformando luce e acqua in foglie profumate.
Le cellule vegetali
Le cellule delle piante hanno tre caratteristiche che le distinguono nettamente da quelle animali e che ne determinano la struttura robusta. La prima è la parete cellulare, una sorta di scatola rigida fatta di cellulosa che avvolge la cellula e le dà forma stabile. La seconda è la presenza dei cloroplasti, piccoli organuli verdi che contengono la clorofilla, il pigmento responsabile del colore delle foglie. La terza è il grande vacuolo centrale, una bolla piena di acqua e sostanze nutritive che occupa la maggior parte dello spazio interno. Quando osservi al microscopio una sottile pellicola di cipolla, riesci a vedere benissimo le pareti cellulari disposte come mattoncini regolari. Allo stesso modo, una foglia di spinacio mostra al microscopio una distesa di puntini verdi: sono proprio i cloroplasti che catturano la luce.
Gli organi della pianta
Una pianta superiore è organizzata in tre parti principali, ciascuna con un compito ben preciso e con una specializzazione che le permette di sopravvivere. Le radici si sviluppano sotto terra, ancorano la pianta al suolo e assorbono acqua e sali minerali grazie a sottili peli radicali. Il fusto sostiene l'intera struttura verso l'alto e trasporta le sostanze tra le radici e le foglie attraverso vasi conduttori chiamati xilema e floema. Le foglie, infine, sono i veri laboratori chimici della pianta, dove avviene la produzione del cibo grazie alla luce. Osserva una carota dell'orto: la parte arancione che mangiamo è una radice ingrossata che immagazzina zuccheri. Guarda invece un sedano: i filamenti che senti sotto i denti sono proprio i vasi conduttori del fusto.
La fotosintesi clorofilliana
La fotosintesi è il processo più importante che avviene nel mondo vivente e rappresenta la vera rivoluzione delle piante. Dentro i cloroplasti, la clorofilla cattura l'energia della luce solare e la utilizza per combinare l'acqua, assorbita dalle radici, con l'anidride carbonica, presa dall'aria attraverso piccoli fori chiamati stomi. Il risultato di questa reazione è la produzione di glucosio, uno zucchero che nutre la pianta, e di ossigeno, che viene liberato nell'atmosfera. Senza questo processo non esisterebbe la vita come la conosciamo, perché tutto l'ossigeno che respiriamo proviene proprio dalle piante e dalle alghe. Quando vedi le bollicine salire dalle foglie di un'elodea in un acquario illuminato, stai osservando ossigeno appena prodotto. Allo stesso modo, una pianta di pomodoro al sole sta lentamente costruendo, molecola dopo molecola, gli zuccheri che renderanno dolci i suoi frutti.
La classificazione delle piante
Gli scienziati dividono le piante in grandi gruppi in base alla loro complessità crescente, ricostruendo così la storia della loro evoluzione. Le briofite, come i muschi, sono piante semplici, prive di vasi conduttori, che vivono in luoghi umidi e si riproducono tramite spore. Le pteridofite, come le felci, hanno già fusto, foglie e radici vere, possiedono vasi conduttori ma si riproducono ancora con spore. Le gimnosperme, come i pini e gli abeti, producono semi nudi contenuti nelle pigne e non hanno fiori veri e propri. Le angiosperme, infine, sono le piante con fiore e frutto, le più diffuse e moderne: comprendono il melo, la quercia, la rosa e il grano. Camminando in un bosco di montagna trovi muschi sulle rocce, felci all'ombra e altissimi abeti: hai sotto gli occhi tre gruppi diversi di piante. In un frutteto, invece, ogni mela e ogni pera appesa ai rami racconta la storia evolutiva delle angiosperme.
Fiore, frutto e seme
Nelle angiosperme la riproduzione avviene attraverso un meccanismo elegante che coinvolge il fiore, vera struttura della riproduzione sessuata. Il fiore contiene gli organi maschili, chiamati stami, che producono il polline, e l'organo femminile, il pistillo, che custodisce gli ovuli. Quando il polline raggiunge il pistillo, attraverso il vento o gli insetti impollinatori, avviene la fecondazione e nasce un seme. Il pistillo si trasforma allora in frutto, che protegge il seme e ne favorisce la diffusione. Quando una rondine becca una ciliegia e ne sputa lontano il nocciolo, sta aiutando l'albero a colonizzare nuovi terreni. Anche il soffione che spargi soffiando con la bocca disperde semi leggerissimi adatti a viaggiare grazie al vento.
Le funzioni vitali e l'ambiente
Le piante non si limitano a vivere: svolgono un ruolo fondamentale per l'intero ecosistema e per l'equilibrio del pianeta. Producono ossigeno, assorbono anidride carbonica, regolano il clima, trattengono il suolo impedendo le frane e offrono cibo e riparo a innumerevoli animali. La traspirazione, cioè la fuoriuscita di vapore acqueo dalle foglie, contribuisce a formare le nuvole e a far piovere. Inoltre, le piante sono alla base di tutte le catene alimentari, perché solo loro sanno trasformare l'energia del Sole in sostanze nutritive utilizzabili dagli altri esseri viventi. Una grande foresta tropicale come l'Amazzonia viene chiamata polmone verde proprio perché produce enormi quantità di ossigeno. Anche il prato del giardino di casa, in piccolo, fa la stessa cosa e rinfresca l'aria nelle giornate d'estate.
Ricorda
- Le piante sono organismi autotrofi: si fabbricano il cibo da sole tramite la fotosintesi clorofilliana.
- Le cellule vegetali hanno parete cellulare, cloroplasti e un grande vacuolo.
- Gli organi principali sono radici, fusto e foglie, ciascuno con un compito specifico.
- I principali gruppi sono briofite, pteridofite, gimnosperme e angiosperme, in ordine di complessità crescente.
- Nelle angiosperme il fiore contiene gli organi riproduttivi e dà origine al frutto e al seme.
- Le piante producono ossigeno, regolano il clima e stanno alla base delle catene alimentari.
Piccolo esercizio di verifica: sul quaderno, disegna una pianta intera con radici, fusto, foglie e fiore. Accanto a ciascuna parte scrivi la funzione che svolge. Poi, in fondo alla pagina, prova a scrivere con parole tue la formula descrittiva della fotosintesi, indicando cosa entra (acqua, anidride carbonica, luce) e cosa esce (glucosio, ossigeno) dalla foglia.