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I 10 fatti affascinanti sulle piante
Nel mondo della biologia, il "popolo delle piante" è sottovalutato e spesso il bersaglio delle battute. Certo, le piante non sono così carismatiche se paragonate ad incredibili balene, antichi dinosauri o creature delle dimensioni di un mignolo che possono ucciderti, ma continuano a scuotere. (Non farmi iniziare sulle rocce).
Spesso alle piante c'è molto più di quanto sembri, e possono essere incredibilmente difficili da studiare, a volte anche più degli animali. Spero che questa lista ispiri ogni persona che la legge per vedere la magia delle piante.
10 impianti CAM e C4
Le piante CAM e C4 comprendono piante grasse e cactus e altre piante del deserto. CAM sta per "metabolismo dell'acido crassulaceano", mentre "C4" si riferisce ai quattro atomi di carbonio utilizzati nei loro processi metabolici. Queste piante devono operare in modo diverso rispetto ad altre perché vivono in habitat caldi e aridi e devono andare a lunghezze estreme per preservare i depositi d'acqua. La maggior parte delle piante apre i loro pori, o stomi, durante il giorno, che consente all'anidride carbonica di entrare e iniziare il processo di fotosintesi per rendere gli zuccheri usati come energia. Ma CAM e C4 non sono "la maggior parte delle piante".
CAM e C4 devono mantenere i loro stomi chiusi durante il giorno in modo che non perdano acqua. Tuttavia, questo fa sì che l'anidride carbonica assorbita si leghi alla proteina sbagliata, che consumerà lo zucchero invece di crearlo. Questo problema è causato dalla fotorespirazione, e questi verdi intelligenti lo combattono lasciando i loro stomi aperti di notte e consentendo al biossido di carbonio di legarsi a una proteina diversa. Questa proteina è chiamata fosfoenolpiruvato o PEP in breve. Questo consente CO2 legare in modo efficiente per formare l'ossalacetato composto di quattro carbonio o OAA. Utilizzando questo sistema, le piante del deserto sono in grado di raccogliere diossido di carbonio durante la notte e usarlo per metabolizzare durante il giorno.
9 Floema e Xylem
"Floema" e "xilema" sono parole di fantasia che sono in realtà solo i nomi delle cellule responsabili della distribuzione di nutrienti nelle piante vascolari. Sono anche la ragione per cui le piante vascolari possono crescere molto più delle piante non vascolari. Xylem è responsabile del trasporto di liquidi dalle radici in profondità nel terreno fino alle foglie in cima alla pianta. Sono cellule rigide e rigide che formano il legno e permettono alle piante di crescere in altezza senza avvizzire o cadere.
Il floema è responsabile del trasporto di altri nutrienti, o "cibo", allo stesso modo, sebbene non sia rigido e strutturato come lo xilema. Per trasportare, lo xilema e il floema formano strutture tubolari sullo stelo, con lo xilema al centro circondato da floema. Le cellule che accompagnano permettono all'acqua o agli zuccheri di passare da una cellula all'altra secondo necessità attraverso piccole aperture.
8 pianta di brocca tropicale
La pianta carnivora carnivora tropicale è meno conosciuta del suo famigerato parente, la Venere acchiappamosche. I suoi fiori sono a forma di brocca, rivestiti all'interno con pareti di cera estremamente scivolose e nettare profumato in fondo, il tutto sormontato da un coperchio. Esistono due diverse varianti della pianta del lanciatore: l'altopiano e la pianura. Entrambe si verificano nei tropici in luoghi con aria costantemente umida. La specie di altopiano è molto più comune e ha una forma più tubolare rispetto alla versione di pianura, che ha una forma di fiore più ampia e tipica nella parte superiore della sua brocca.
La pianta del lanciatore è meglio conosciuta per catturare piccoli insetti e insetti, che odorano il nettare e si arrampicano involontariamente in cerca di un dolce regalo. Tuttavia, il liquido nella parte inferiore contiene proteine digestive che si metteranno immediatamente al lavoro, mentre l'animale intrappolato cerca instancabilmente di strisciare sulle pareti viscide. Anche se è comune trovare piccoli insetti o insetti in queste trappole, i lanciatori tropicali sono le uniche piante note per aver divorato interi ratti! Possono raggiungere dimensioni tali che persino gli animali grandi e intelligenti come i ratti sono diventati prede.
7 gravitropismo
Il gravitropismo è la superpotenza speciale che le piante hanno: la capacità di sfidare la gravità. Generalmente, le piante crescono verso la luce solare per massimizzare la fotosintesi. Tuttavia, se sono in una posizione con una gamma ristretta di luce, cresceranno in qualsiasi direzione, anche capovolta, solo per raggiungerla. Le piante possono cambiare la loro direzione di crescita in poche ore se la luce del sole viene abbattuta. Come sono in grado di farlo così rapidamente? Hanno un mezzo estremamente sofisticato per percepire la direzione e la gravità.
La parte superiore della pianta, chiamata meristema, contiene cellule chiamate statociti sensibili alla gravità, che consentono alla pianta di sapere in quale direzione si trova. Quando queste cellule si spostano per trovare la luce, la pianta cambierà la direzione della crescita. Ci sono stati numerosi esempi che confermano questa scoperta, incluso il fatto che le piante con il meristemato tagliato non hanno questa capacità. Il sistema dimostra quanto sia realmente avanzata l'evoluzione delle piante. Chi ha bisogno di occhi, comunque?
6 pigmenti accessori
La maggior parte di noi sa che il pigmento verde nelle piante è chiamato clorofilla, che è essenziale per la fotosintesi. Tuttavia, anche se molte piante sono verdi, vengono in altri colori e possono avere pigmenti diversi nonostante siano verdi. Le piante hanno i cosiddetti pigmenti accessori, che sono ottimizzati per diverse lunghezze d'onda della luce per massimizzare l'assorbimento. Più ampia è la gamma di lunghezze d'onda che una pianta può assorbire, più zuccheri sarà in grado di produrre. Ci sono pigmenti per assorbire quasi tutti i colori. Ad esempio, considera i diversi tipi di alghe:
Esistono tre tipi principali di alghe: cianobatteri (alghe blu-verdi), rodofite (alghe rosse) e ocrofite (alghe brune). Nell'oceano, la luce si attenua molto rapidamente, rendendo la fotosintesi più difficile.Per questo motivo, i pigmenti accessori sono vitali per la sopravvivenza e le alghe si sono evolute per utilizzare colori diversi a seconda della profondità in cui vivono. La luce rossa penetra solo nelle acque più superficiali, quindi le alghe rosse vivono spesso vicino alla superficie, mentre la luce blu penetra nel più profondo, permettendo alle alghe blu-verdi di abitare le acque più profonde. Anche se assorbire la luce rossa può essere meno efficiente in un oceano blu, il diverso colore significa che le alghe rosse non devono competere con le sempre presenti alghe blu-verdi.
5 La proteina più abbondante nel mondo
Le piante hanno il privilegio di vantarsi di ciò che molti credono sia la proteina più abbondante al mondo. La carbossilasi ossigenata di ribosio-1,5-bisfosfato, nota come "RuBisCo", svolge un ruolo importante nella fotosintesi. Potete immaginare perché è così abbondante, poiché ci sono così tante specie di organismi fotosintetici in ogni angolo della Terra. Durante la fotosintesi, RuBisCO si lega al biossido di carbonio assorbito e lo converte da inorganico a organico in un semplice passaggio. RuBisCO è, finora, l'unico enzima sulla Terra con questa capacità. Quando CO2 si lega a RuBisCO durante la fotosintesi, viene scomposto in una molecola instabile di sei carbonio, che si scompone rapidamente in due molecole di 3-fosfogliceridi (3-PGA), che possono quindi essere utilizzate per creare zucchero.
RuBisCO può essere pericoloso per gli impianti CAM e C4, che devono disattivarlo, perché diventa troppo produttivo, causando la perdita di acqua. Tuttavia, per la maggior parte delle piante, RuBisCO è estremamente attivo durante il giorno per massimizzare la quantità di energia che la pianta può ottenere. È così efficiente da poter metabolizzare quattro molecole di anidride carbonica per ogni molecola di ossigeno. Ciò è particolarmente impressionante se si considera il fatto che ci sono cinque volte più O2 molecole nell'atmosfera terrestre di CO2.
4 Zooxantelle
Strana parola, giusto? Zooxantelle è il nome di un'alga fotosintetica che risiede all'interno delle barriere coralline. I coralli e le loro zooxantelle hanno una relazione mutualistica e simbiotica, in cui il corallo fornisce un posto per la vita delle zooxantelle. Il corallo stesso beneficia dei nutrienti che le piccole cellule producono attraverso la fotosintesi. Le zooxantelle forniscono ossigeno, zucchero e aminoacidi al corallo e consumano rifiuti nocivi nei loro processi metabolici, permettendo al corallo di produrre grassi e proteine per sopravvivere. Gli oceani più belli del mondo, dove vivono i coralli più spettacolari, sono tra le acque meno produttive. Come regola generale, più chiara è l'acqua, meno è produttiva perché ci sono pochissime alghe e batteri nell'acqua per favorire la crescita. Queste creature rendono l'acqua un colore più scuro.
Zooxantelle e coralli si aiutano a sopravvivere in queste acque cristalline ma prive di sostanze nutritive utilizzando un rigoroso ciclo di nutrienti. L'acqua limpida diventa anche un beneficio per le alghe, poiché facilita il loro assorbimento della luce. Il problema di questo processo altamente evoluto è lo sbiancamento dei coralli. Quando la qualità dell'acqua cambia a causa di inquinanti o acidificazione, i coralli si stressano ed espellono i loro amici fotosintetici. Il corallo perde il colore come risultato, ottenendo un aspetto "sbiancato". Quando ciò accade, è molto improbabile che il corallo o le alghe sopravvivano. Le scogliere candeggiate appaiono molto malsane, e le specie più grandi, come i pesci, si spostano in aree nuove e più sane, lasciandosi alle spalle l'ecosistema della barriera un tempo prospero.
3 piante vere
In precedenza, questo elenco delle piante fa riferimento alle alghe e ti ha mentito sul viso. Le alghe e le alghe non sono in realtà "piante vere". Anche se vengono spesso chiamate piante, cadono davvero sotto il loro stesso ramo scientifico. È vero, sono molto più vicini alle piante che agli animali, ma hanno caratteristiche distinte che i biologi ritengono troppo diverse per essere considerate piante oneste. Queste differenze sono per lo più morfologiche. Le loro abilità fotosintetiche sono ciò che li fa costantemente raggruppare sotto la categoria delle piante.
Cosa li rende così diversi? La differenza più importante è che non hanno vere radici, steli o foglie. Il fuco gigante sembra certamente avere queste cose, ma le strutture in questione sono in realtà abbastanza diverse. Piuttosto che radici, le alghe hanno una resistenza, che ha forti capacità leganti di trattenere l'organismo su substrati rocciosi e non essere spinto via da forti onde o correnti. Le "foglie" di fuco sono dette lame e si differenziano dalle foglie regolari delle piante perché sono autosufficienti. Ogni cellula in una lama di alghe può fornire i suoi nutrienti, permettendogli di sopravvivere senza un sistema vascolare in atto. Il gambo, al contrario di un vero gambo, non ha qualità vascolari. Non c'è floema o xilema per distribuire acqua e sostanze nutritive. Il gambo è solo lì per il supporto, consentendo alle lame di raggiungere e raccogliere la luce solare vicino alla superficie dell'acqua.
2 Riduzione della perdita d'acqua
Abbiamo già parlato degli adattamenti speciali delle piante CAM e C4 per conservare acqua ed energia, ma non sono gli unici a dover affrontare questo problema. Ogni singola pianta deve avere un qualche tipo di meccanismo per conservare l'acqua per sopravvivere. Gli adattamenti comuni includono foglie di cera, uso dei loro stomi e cellule di guardia. Le cellule di guardia circondano gli stomi e controllano quando si aprono e si chiudono. Quando le cellule sono passive, sono flaccide e la stomia è chiusa. Quando le cellule di guardia diventano rigide, o "flesse", la stomia viene aperta.
Le cellule di guardia utilizzano un processo simile alla diffusione, in quanto la loro apertura viene attivata quando c'è una maggiore concentrazione di ioni di potassio all'interno della cellula. Quando ciò accade, la cella di guardia vuole far entrare l'acqua.Quando la cellula assorbe più acqua, la concentrazione di ioni si uniforma e la cellula si affloscia, causando la chiusura dello stoma. Quando gli stomi sono aperti, anche l'anidride carbonica viene assorbita, consentendo la fotosintesi. I processi funzionano in tandem e quando gli stomi si chiudono di notte, la pianta è in grado di utilizzare l'acqua e l'energia accumulate durante il giorno.
1 etilene
L'etilene è un gas che viene emesso dai frutti che innesca la maturazione. Mentre gli umani non possono vedere o annusare questo gas poco appariscente, svolgono un ruolo enorme nel cibo che mangiamo. I frutti come le pere o le mele emettono etilene, mentre i frutti più piccoli come i frutti di bosco non lo fanno perché in genere non hanno bisogno di "maturare" allo stesso modo di una mela. Si pensa che il gas sia legato all'invecchiamento, motivo per cui innesca la maturazione. Una volta che un frutto inizia a rilasciare l'etilene, diventa contagioso e attiverà i frutti circostanti per iniziare a produrre il gas. Per questo motivo, è consigliabile tenere insieme i frutti della famiglia, in quanto consentirà loro di maturare più velocemente.
L'etilene è stato industrializzato e utilizzato per aiutare gli agricoltori a creare più raccolti. È usato in gran parte sui pomodori per aiutarli ad invecchiare e maturare. Tuttavia, troppo farà sì che i frutti invecchino troppo e diventino marci e possano anche danneggiare la pianta, causando il giallo o la perdita di foglie e fiori. Mentre troppa etilene può essere dannosa per le colture, è comunque un adattamento straordinario che si verifica naturalmente nelle piante di tutto il mondo per aiutare a produrre frutti maturi e deliziosi.