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Prima di parlare di fotosintesi clorofilliana, è bene conoscere meglio gli "organi" principali delle piante attraverso cui si ottiene il nutrimento: le foglie. La foglia é formata da una sottile lamina, collegata ad un picciolo. La lamina é fatta da due strati di cellule, l'epidermide sulle superfici esterne e le cellule del mesofillo in mezzo:
- l'epidermide è costituita da un solo strato di cellule, coperte da uno strato ceroso, chiamato cuticola, e qualche volta da peli. Cuticola e peli hanno la funzione di impedire la perdita d'acqua.
- le cellule del mesofillo contengono un gran numero di cloroplasti (organelli che contengono la clorofilla) che catturano l'energia della luce solare e svolgono la fotosintesi. La lamina delle foglie é rafforzata da nervature. Infatti, se si tiene una foglia in controluce, si riesce a vedere la sua nervatura, che é formata da tessuto vascolare e composto, a sua volta, da aggregati di cellule che cooperano.
 Immagine che spiega con semplicità il processo della fotosintesi clorofilliana. |
Quest'ultimo tessuto porta alla foglia acqua e sali minerali e allontana le sostanze alimentari prodotte, come vedremo, dalla fotosintesi. Spesso c'é una nervatura al centro della foglia, da cui si dipartono le altre. Si parla, in questo caso, di nervatura a rete. Ma esistono anche, in certi tipi di foglie, nervature parallele. Per permettere la respirazione della foglia (e anche la fotosintesi) esiste un'apertura microscopica sulla sua superficie, simile ad una bocca: essa si chiama stoma e consente ai gas di entrare ed uscire dalla foglia. Accanto ad esso stanno due cellule di guardia che possono cambiar forma per consentire l'apertura e la chiusura. Il processo di fotosintesi: le piante producono il loro nutrimento catturando l'energia emanata dal sole mediante le proprie foglie. Il meccanismo di assorbimento si realizza poiché, sulle foglie, esiste una sostanza capace di assorbire le radiazioni solari. Un pigmento verde che prende il nome di clorofilla. Chimicamente essa é costituita da carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto e magnesio ed é concentrata in alcuni corpiccioli, i cloroplasti, localizzati nelle parti verdi della pianta e, in particolare, nelle foglie. Essi svolgono la funzione di produttori di clorofilla se ricevono la necessaria quantità di luce (non a caso una pianta posta in un ambiente poco illuminato tende a perdere il proprio colore verde). E' interessante, a questo punto, approfondire come l'energia luminosa viene utilizzata dalle piante per il loro nutrimento. Tale meccanismo prende il nome di fotosintesi (sintesi = formazione di composti; foto = in presenza di luce). E in effetti la fotosintesi è un processo chimico che, per reazione di due sostanze inorganiche quali l'acqua (liquido) e l'anidride carbonica (gas), dà luogo ad un gas, l'ossigeno, e ad un prodotto abbastanza complesso, il glucosio (zucchero). La luce è l'agente capace di attivare tale processo chimico. Essa viene assorbita dalle molecole di clorofilla, le eccita e provoca spostamenti di elettroni all'interno degli atomi. L'energia che si accumula viene utilizzata per far avvenire le reazioni chimiche che portano alla scissione delle molecole d'acqua (H2O). Rompendosi, la molecola d'acqua libera ossigeno (O2) nell'atmosfera. L'idrogeno (H2), invece, compie un processo abbastanza complesso, che qui tralasciamo, e, combinandosi (reagendo) con l'anidride carbonica (CO2), produce zucchero (C6H12O6). Come si può osservare, quindi, l'ossigeno dell'aria può essere considerato un importante sottoprodotto della fotosintesi e questo ci fa pensare a quanto siano importanti le piante per l'equilibrio vitale del nostro pianeta e a quanto sia disastroso il disboscamento di sempre più vasti territori. La fotosintesi, infatti, purifica l'aria, sottraendo l'anidride carbonica, dannosa a tutti i viventi, e arricchendola di ossigeno. Il destino dello zucchero, invece, é legato alla capacità che le cellule vegetali hanno di immagazzinarlo sotto forma di amido, per poi utilizzarlo quale fonte di energia per compiere le proprie attività vitali (respirazione). In definitiva il processo fotosintetico può essere considerato, a buon diritto, l'anello di congiunzione tra due mondi, quello vivente e quello non vivente. Infatti, osservando la reazione chimica che presiede al processo, si vede chiaramente come dall'incontro di due sostanze inorganiche, col solo apporto della radiazione solare, si pervenga alla formazione di una sostanza organica, lo zucchero, che entra a far parte del tessuto vivente delle piante. Bisogna sottolineare come solo i vegetali verdi siano i responsabili del mantenimento della vita in ogni ambiente. Essi, infatti, catturano quell'immensa fonte di energia che é la luce solare, la quale, in assenza di questi recettori, andrebbe dispersa nello spazio. In sostanza possiamo riassumere il processo di fotosintesi clorofilliana con la seguente formula (un po' semplificata): Anidride carbonica (CO2) + Luce + Acqua (H20) = = Zuccheri (Energia) + Ossigeno (O2) Dunque la fotosintesi avviene nelle foglie. Ma allora, che cosa accade in autunno quando le foglie cadono oppure quando vengono divorate dalle larve? Nel caso delle piante caducifoglie, in autunno la fotosintesi cessa e la pianta va in letargo, ma in primavera, con la comparsa di foglie nuove, tornerà in funzione senza alcuna difficoltà. Per quanto riguarda le piante con foglie mangiate dalle larve, esse non possono più produrre la fotosintesi. Muoiono se sono giovani, subiscono un arresto nella crescita se adulte, o perdono i fiori e i frutti.
 Schema della fotosintesi clorofilliana. |
Tempo fa, però, quando si cominciava appena a capire la chimica delle piante, ci si preoccupava degli effetti che i vegetali potevano avere sull'uomo. Pur, infatti, sapendo che le piante sono salutari, proprio perchè producono ossigeno solamente durante il giorno, si temeva per l'anidride carbonica emanata di notte, e la preoccupazione era tale che le piante venivano portate fuori dalle camere da letto, specialmente se vi erano persone malate. Come ogni essere vivente, le piante respirano, inspirando ossigeno ed espirando anidride carbonica. Respirano sempre, notte e giorno, come come noi uomini, ma di giorno l'anidride carbonica prodotta viene utilizzata per la fotosintesi. Quando la produzione di sostanze nutritive cessa con la notte per mancanza di luce, l'anidride carbonica viene liberata nell'aria, ma non in quantità pericolose o comunque dannose.
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