Piante e trasporto dell'acqua.

Fin dal 1670 Malpighi dimostrò che soltanto queste cellule specializzate sono capaci di condurre l'acqua e le soluzioni dei sali.

Infatti con le esperienze di anellazione egli dimostrò che il taglio e l'asportazione di un anello di tessuti esterni al cambio in un fusto in struttura secondaria, con la eliminazione quindi del libro e della scorza, non impediscono il rifornimento, attraverso il legno, di acqua alle foglie che rimangono perfettamente turgide e non mostrano segni di appassimento.

Anche le cellule parenchimatiche possono trasportare acqua, ma a velocità molto basse. Con una maggiore efficienza questo avviene nelle cellule del parenchima conduttore, che ostituisce i raggi midollari. Infatti in un organo con struttura secondaria (fusto o radice) il trasporto in direzione trasversale (sistema trasversale o radiale) è assicurato dalle cellule dei raggi midollari, (parenchima conduttore) che si sono distese (e quindi hanno il loro diametro maggiore) nella direzione in cui deve avvenire il trasporto.

La pianta costituisce un sistema che collega il terreno e l'atmosfera ed in questo sistema, assorbimento (rapporto tra tensione di assorbimento dal terreno e tensione di assorbimento dal pelo radicale) e traspirazione ( passaggio dell'acqua dallo stadio liquido a quello di vapore sulla parete del mesofillo e cessione di aria satura all'atmosfera attraverso gliu stomi) sono determinati dall'esistenza di membraane lipoproteiche vive.

Sia assorbimento che traspirazione possono essere regolati dalla pianta con modificaazioni della concentrazione delle sostanze osmoticamente attive. Dal pelo radicale all'endoderma, dall'endoderma ai vasi conduttori della radice e dai vasi conduttori alle cellule del mesofillo nella foglia, il trasporto avviene per gradiente osmotico.

Infine, le cellule dell'endoderma possiedono un attività polare, cioè assorbono ed emettono acqua secondo direzioni che non sono determinate dalle concentrazioni osmotiche; sono capaci cioè di secernere acqua contro gradiente osmotico.

Questo processo di secrezione legato alla presenza di membrane attive ed al rifornimento di energia collega le zone destinate all'assorbimento con i tessuti conduttori. In questo sistema, le foglie che traspirano variano la loro tensione di assorbimento e determinano il movimento dell'acqua. Le foglie funzionano cioè come pompe che assorbono acqua dai tessuti conduttori. L'acqua che viene presa dai tessuti conduttori viene ripristinata dall'endoderma che la secerne prelevandola dai tessuti collegati ai peli radicali.

Ogni molecola d'acqua che viene traspirata è costituita da una molecola di acqua assorbita. Questa, che viene chiamata forza aspirante delle foglie, raggiunge valori di decine di atmosfere.

Ma la continuità del sistema, soprattutto nei tessuti conduttori vascolari, è assicurata dalla forza di coesione dell'acqua. Come si è già detto in altre occasioni, la molecola dell'acqua è un dipolo; quindi le molecole di acqua si attraggono l'una con l'altra con le forze elettriche.

Nelle cellule conduttrici morte del legno, le molecole di acqua si muovoni perchè collegate le une alle altre dalla forza di coesione. Perchè questa forza si manifesti è necessario che le molecole di acqua siano molto vicine, attaccate l'una all'altra.

Se nel vaso entra aria, questa si interpone tra due molecole di acqua, le distanzia ed annulla la forza di coesione; le molecole di acqua non più collegate da questa forza non possono più essere sollevate dalla forza aspirante delle foglie e l'acqua non sale più nel vaso.