La biologia delle piante

Analizzando la biologia delle piante acquatiche, o comunque delle piante in generale, appare subito chiaro come ci troviamo difronte ad organismi importantissimi per la vita nel nostro pianeta. In effetti, a ben guardare, le piante non consumano altri organismi per ottenere l’energia utilizzata per la crescita, ma ottengono questa componente direttamente dall’ambiente circostante dando vita alla fotosintesi che come prodotto di scarto produce ossigeno, altro elemento fondamentale alla vita. In altri termini le piante non consumano materia biologica, ma la producono. Questa loro caratteristica permette la diffusione e la riproduzione in qualsiasi tipo di ambiente e soprattutto le pone come anello primario nella catena alimentare: non a caso molti animali erbivori si nutrono di vegetali e a loro volta saranno prede di animali carnivori. Tutto questo avvalora la tesi dell’importanza delle piante sia sommerse che terrestri. Certo, sicuramente le piante si sono sviluppate prima sulla terra che nell’acqua e questo ha permesso loro di acquisire tutta una serie di caratteristiche che una volta sommerse hanno dovuto modificare in relazione alle nuove condizioni dell’ambiente che le ospitava. Non a caso le piante acquatiche hanno acquisito col tempo una certa capacità di adattamento. La forma molto diversificata delle loro foglie permette di incamerare raggi luminosi di vario genere e quindi di proliferare in condizioni di luce differente. Inoltre, le proprie radici riescono ad emettere, in alcuni casi, delle sostanze in grado di facilitare l’acquisizione dei nutrienti dal substrato. La loro conformazione, in particolare delle foglie, può dirci molto sulle loro caratteristiche: è per questo che la conoscenza della biologia di una pianta acquatica risulta fondamentale per sapere quali condizioni sono necessariamente da riprodurre in acquario per vederle proliferare.

La fotosintesi
Come preannunciato, la caratteristica fondamentale delle piante è quella di riuscire ad ottenere energia direttamente dall’ambiente circostante senza consumare altri organismi. Tutto ciò avviene attraverso il processo di fotosintesi clorofilliana, importantissima anche per le piante sommerse. Questo processo si sostanzia nella loro capacità di ottenere energia dalla luce solare, dall’anidride carbonica e dall’acqua. Sono questi i tre elementi fondamentali: infatti, all’interno delle foglie e negli steli sono presenti molti pigmenti fotosintetici capaci di assorbire i raggi luminosi e utilizzarli per il procedimento. L’energia luminosa incamerata viene utilizzata dalla pianta per rompere le molecole dell’acqua in idrogeno e ossigeno. A sua volta l’idrogeno si lega con la quantità di anidride carbonica presente in acqua, e ovviamente con l’ossigeno, per formare il glucosio che non è altro che uno zucchero molto energetico utilizzato appunto per la crescita. In questa fase della fotosintesi parte dell’ossigeno avanza e quindi viene rilasciato dalla pianta come sostanza eccedente di scarto. Tutto questo risulta fondamentale per la sopravvivenza di molti altri organismi acquatici a partire dai pesci stessi, che avranno sempre ampie dosi di ossigeno a disposizione. Tuttavia, il glucosio prodotto rappresenta una sostanza idrosolubile, il che significa che se prodotto in abbondanza incamera acqua dilatando le cellule della pianta con conseguenze dannose. Le piante hanno risolto questo problema trasformandolo in amido, sostanza invece insolubile, e trasportandolo in vere e proprie zone di stoccaggio. Quando la pianta avrà bisogno man mano di dosi di glucosio per la crescita o per la sua attività vegetativa, l’amido verrà nuovamente trasformato in glucosio e questo verrà subito utilizzato per le necessità del momento. La maggior parte di esse utilizza la parte superiore delle radici proprio per questa attività di stoccaggio, altre invece incamerano i nutrienti in rizomi o bulbi, ma tutto dipende dalle caratteristiche o dalla specie delle piante.

Fattori che influenzano la fotosintesi
Una volta presa coscienza di come avviene la fotosintesi clorofilliana, bisogna sottolineare come le piante non siano perfettamente in grado di aumentare o diminuire questo processo autonomamente, nel senso che tutto dipende dai fattori ambientali fondamentali circostanti. La mancanza, o la disponibilità minima di uno di essi inevitabilmente si ripercuote sull’intero processo minando la salute e la crescita della pianta stessa. In natura di solito tutte le componenti fondamentali sono disponibili, ma in acquario la situazione è ben diversa: spesso si da importanza a determinati elementi e poco ad altri con la conseguenza che la fotosintesi risulterà limitata. I fattori che possono rappresentare un successo nella coltivazione delle piante acquatiche o al contrario una limitazione se non dosati adeguatamente sono: la luce, la temperatura, l’anidride carbonica e i nutrienti.

La luce
La luce è il primo ovvio fattore determinante nella fotosintesi. Senza l’acquisizione di energia luminosa le piante non riuscirebbero a foto sintetizzare. Pertanto esse iniziano la fotosintesi quando c’è la disponibilità di luce, mentre durante la notte smettono di eseguire il processo e alternano la respirazione. In generale, nelle regioni tropicali le piante hanno a disposizione circa 12 ore di luce nell’arco della giornata. Durante questo periodo l’acquisizione può variare a seconda della presenza di zone d’ombra o se si è disposte in zone aperta in piena luce. L’intensità della luce ovviamente è diversa rispetto alle diverse fasi della giornata stessa: a mezzogiorno raggiunge la sua massima intensità per poi gradualmente scemare fino al crepuscolo. In acquario possiamo dire che risulta importante più che riprodurre questa variazione di intensità, assicurare un’irradiazione luminosa continua per almeno 8-10 ore in modo tale che il processo di fotosintesi avvenga in maniera efficiente. La luce somministrata nella maggior parte dei casi deve risultare intensa e rispettare delle caratteristiche di emissione ben precise. Sicuramente non è consigliabile prolungare l’irradiazione luminosa oltre l’intervallo indicato: le piante andrebbero avanti ad oltranza nel processo fotosintetizzando in maniera eccessiva e logorandosi letteralmente. Nello stesso tempo un eccesso al ribasso relativo all’intervallo porterebbe all’incapacità di incamerare energia a dovere per una sana crescita e sopravvivenza della pianta. Al di là di queste indicazioni di massima, tenete conto che tutto poi dipende dalle caratteristiche delle piante che andrete ad ospitare in acquario: ad esempio piante a crescita lenta come le Anubias, non hanno bisogno di luce intensa, poiché sono lente nell’acquisizione dei nutrienti quindi un aumento dell’energia luminosa accelererebbe la fotosintesi portando a grandi carenze nutrizionali della pianta. A parità degli altri fattori la qualità e la quantità di luce che andrete a somministrare può davvero fare la differenza per avere piante in salute in acquario. Quindi fate molta attenzione e non sottovalutate questo fattore.

La temperatura
La temperatura è un altro fattore da tenere assolutamente sotto controllo nell’ottica di una coltivazione efficiente di piante in acquario. Infatti, sappiamo che per ogni organismo un aumento della temperatura determina un generale aumento del metabolismo. Nelle piante una situazione del genere porta ad una fotosintesi molto velocizzata, con la conseguenza che esse faticheranno sempre di più ad ottenere nutrienti per completare il processo e inevitabilmente moriranno. In altri termini aumenti consistenti di temperatura bloccano definitivamente la fotosintesi: non è un mistero che all’inizio dell’estate e durante tutta questa stagione molti acquari vengano totalmente distrutti, in termini di vegetazione, dalle alte temperature. Sicuramente oggi la tecnica ha fatto passi da gigante anche in tal senso ed esistono soluzioni per qualsiasi tasca. Io personalmente consiglio di acquistare delle ventoline da mettere a pelo dell’acqua lasciando la plancia aperta: in questo modo si registrano diminuzioni di temperatura fino a 5 gradi. Soluzione tecnica molto più costosa sono i cosiddetti refrigeratori o climatizzatori: rappresentano l’optimum ma costano decisamente molto. In conclusione, ponete sotto controllo la temperatura sempre e comunque con qualsiasi mezzo a vostra disposizione, a parte i classici termoriscaldatori: personalmente ritengo che una temperatura costante a 25°C sia l’ideale per un acquario che ospita una fitta vegetazione ed andrà benone anche per la maggior parte delle specie di pesci che ospiterete. Con temperatura costante concentratevi sugli altri fattori di sviluppo della fotosintesi e vedrete che la piante cresceranno senza problemi.

L’anidride carbonica
Un fattore decisamente trascurato nel processo della fotosintesi è l’anidride carbonica. Le piante acquisiscono questo nutriente dall’acqua, ma se non è presente in quantità sufficienti devono ottenerlo da altri composti di carbonio. Ma non tutte riescono in questa impresa e la fertilizzazione di anidride carbonica in acquario rappresenta il vero elemento capace di far fare il vero salto di qualità all’acquariofilo appassionato. Molte piante riescono a raggiungere la superficie dell’acqua e ad ottenere questo elemento direttamente dall’atmosfera. Analoga situazione propongono le piante galleggianti che riescono a diffondersi rapidamente grazie a questo vantaggio indiscutibile. Oggi la tecnica mette a disposizione diversi accorgimenti per fertilizzare in maniera efficiente con anidride carbonica. Esistono in commercio molti impianti di erogazione (consultate l’articolo nella sezione La Tecninca in acquario del sito) che vi permettono di dosare questa componente in maniera che sia sufficiente alla crescita delle piante e non sia nociva alla salute dei pesci. Se davvero volete avere una fitta vegetazione in acquario la CO2 è un elemento imprescindibile, in quanto insufficiente nella maggior parte degli acquario e quindi vero fattore limitante della fotosintesi.

La disponibilità di nutrienti
Fate attenzione alla presenza di nutrienti in acqua, in quanto anche essi rivestono una certa importanza ai fini della fotosintesi clorofilliana. Non a caso elementi come ferro o azoto, potassio e magnesio, vengono utilizzati dalle piante per produrre pigmenti fotosintetici che sono gli elementi attraverso cui catturano l’energia luminosa. Le piante usano questi nutrienti proprio per produrre in continuazione la clorofilla di tipo a e b, e senza questi pigmenti la fotosintesi non avrebbe inizio. Osservate spesso in alcuni acquari le foglie sbiadite di alcune piante, segno appunto della mancanza di clorofilla: le foglie perdono colore a causa della mancanza di nutrienti che non permettono la creazione della clorofilla e quindi del verde brillante che ben conosciamo. Tutto ciò svantaggia la pianta già in partenza per l’attuazione del processo clorofilliano e in breve la indebolirà in maniera irreparabile. Affidatevi quindi ad una buona linea di fertilizzanti da utilizzare in maniera prudente e accurata in base al programma di fertilizzazione correlato.

Fotosintesi e colore delle foglie
Un elemento molto importante per farvi un idea della pianta che andrete ad inserire in acquario in termini di necessità, consiste nel colore delle foglie. Come sappiamo il colore di un oggetto dipende dallo spettro della luce che assorbe e che riflette. Nello specifico le foglie verdi non assorbono le zone verdi della luce e quindi riflettono quel colore. Non a caso assorbono le zone blu e rosse dei raggi luminosi. Sappiamo ormai anche che il colore verde è rappresentato dalla clorofilla raccolta in cloroplasti: le foglie sono le parti della pianta che sono più a contatto con la luce, mentre le radici non assumono la colorazione verde in quanto non contengono clorofilla e sono sommerse nel substrato. Molto dipende quindi dal colore delle foglie delle piante, che possono essere dei veri e propri indicatori delle esigenze della pianta stessa. Se una pianta è soggetta ad una luce troppo intensa o eccessiva, ad esempio può modificare il suo assetto cercando di rallentare la fotosintesi con la produzione di pigmenti meno efficienti rispetto alla clorofilla, come ad esempio il carotenoide. In questi casi vedrete le foglie delle vostre piante cambiare colore, da verde a giallo pallido fino al rosso scuro. Quello che voglio dire è che a seconda delle condizioni di luce che avrete in vasca potrete osservare cambiamenti di colore delle foglie delle vostre piante in maniera consistente. E questo naturalmente vi permette di tarare la qualità e la quantità della luce di cui hanno bisogno le vostre piante. Il sistema consigliato è sempre lo stesso: osservate i segni della natura e vedrete che difficilmente sbaglierete. Per questo motivo piante con foglie rosse hanno bisogno di luce molto intensa in acquario e quando questa risulta insufficiente trasformano il colore delle foglie in verdi. Nello stesso tempo con una eccessiva illuminazione, come già detto, piante verdi possono sviluppare foglie rosse. Insomma, non dovete far altro che osservare e ancora prima di interrare le piante avrete già un’idea di dove posizionarle. Non ci vorrà molto a posizionare le piante rosse in zone di piena luce, mentre altre piante verdi potrete sistemarle in base ad altre esigenze. Ad esempio Anubias o Cryptocoryne, in particolare quelle con foglie marroni come le wendtii brown, amano le zone d’ombra e quindi dovete posizionarle dove potete ricreare queste condizioni magari con l’aiuto di piante galleggianti. Ma fate attenzione a non confondere la variazione del colore delle foglie con altre problematiche: a volte questa variazione oltre che essere un segnale di adattamento alle condizioni luminose a cui la pianta e soggetta, può celare segnali di mancanza di nutrienti.

Respirazione e livello di ossigeno
Il processo di respirazione delle piante è l’esatto contrario, in termini chimici, della fotosintesi clorofilliana. Infatti utilizzerà ossigeno per liberare anidride carbonica, ma a differenza della fotosintesi è un processo continuo, ovvero non si interrompe durante le ore di buio. Fortunatamente con la fotosintesi le piante riescono a produrre più ossigeno di quanto non ne consumino con la respirazione e questo va a vantaggio degli altri esseri viventi presenti in acquario (non a caso molte piante a crescita veloce vengono anche definite come ossigenatrici). Il processo di respirazione ha non meno importanza rispetto all’altro in quanto può avere un effetto non trascurabile sui livelli di ossigeno: non dimentichiamo che anche i pesci e soprattutto i batteri sono consumatori di ossigeno in acquario. Durante la notte quindi, in una vasca ricca di vegetazione il livello di ossigeno può scendere parecchio; tuttavia, state tranquilli in quanto solo in rari casi ciò avviene dando seri problemi a pesci e batteri. Per verificarsi una cosa simile dovrebbe essere presente anche un movimento dell’acqua davvero scarso. Inoltre anche in quei casi molti strumenti di areazione sono a disposizione dell’acquariofilo per aumentare durante la notte la concentrazione di ossigeno. Ma fate attenzione a localizzare l’areazione solo durante le ore di buio, in quanto un’areazione continua creerebbe molti problemi alle piante che non riuscirebbero ad ottenere più i nutrienti di cui hanno bisogno. Il mio consiglio è quello di allestire tranquillamente un acquario con fitta vegetazione: assicuratevi che il movimento della superficie sia adeguato e non avrete bisogno neppure di areatori. Io personalmente non li ho mai usati, ho semplicemente messo al massimo il flusso de getto del filtro, posizionando però il collo d’oca qualche centimetro al di sotto del livello dell’acqua: in questo modo c’è sufficiente movimento di massa d’acqua, ottimo ricircolo, e nello stesso tempo non faccio volar via l’anidride carbonica necessaria alle piante (più è movimentata la superficie più avvengono gli scambi gassosi con l’atmosfera).

L’anatomia delle piante
La molteplicità di esemplari di piante acquatiche rende difficile l’identificazione di una vera e propria anatomia specifica: ci sono piante che non hanno fusto, altre che non hanno fiori. Nonostante questa enorme varietà che imparerete a conoscere con il tempo, l’anatomia può essere studiata facendo riferimento a quattro zone principali: radici, stelo, foglie e fiori. Tutti questi elementi sono fondamentali per la crescita, la riproduzione e la vita in generale della pianta stessa.

Tipi di radici
Le radici sono elementi fondamentali per l’ancoraggio della pianta al substrato ma non solo: sono ottimi elementi per raccogliere e immagazzinare nutrienti. La loro conformazione è ovviamente molto diversa da specie a specie, ma in generale non avendo la clorofilla appariranno bianche e senza peletti rispetto a quelle terrestri che devono assorbire l’umidità dalla terra. Il sistema radicale può essere costituito da una radice centrale dalla quale dipartono tutta una serie di radici laterali: lo scopo della radice centrale è quello di dare maggiore sostegno e ancoraggio alla pianta. Tenete conto che spesso alcune piante sviluppano un apparato molto consistente e quindi dovete fornire un substrato che sia abbastanza spesso e funzionale a queste esigenze. Piante come Echinodorus spp. hanno bisogno di un substrato in cui possano radicare copiosamente diffondendosi per molta parte della superficie a disposizione. Altre piantine, è questo magari il caso di elementi che formano pratini in primo piano, hanno bisogno di substrati meno profondi in quanto l’apparato radicale sarà meno consistente e rappresentato da radici molto sottili e fini. Altre piante, come le Anubias o le felci, hanno una radice centrale molto sviluppata, chiamata rizoma, che deve necessariamente essere presente al di sopra del substrato altrimenti marcisce. In questo caso la pianta riuscirà a radicare molto bene su rocce o legni sfruttando le altre radici laterali che partendo dal rizoma possono ancorare il vegetale ad un supporto. Questo rappresenta sicuramente un vantaggio per questi tipi di piante che riusciranno a radicare dove le altre non possono. Inoltre grazie alla posizione delle radici al di fuori del substrato, riusciranno ad acquisire i nutrienti direttamente dall’acqua in maniera più veloce. Stesso concetto riguarda le piante acquatiche galleggianti: di solito sviluppano un folto apparato radicale fatto di sottilissime radici molto lunghe capaci di succhiare letteralmente i nutrienti dalla colonna d’acqua. Per questo riescono ad occupare in breve tempo tutta la superficie a disposizione.

La funzione dello stelo
Lo stelo svolge un ruolo abbastanza importante per quanto riguarda la funzione di sostegno della pianta e la possibilità di trasferire le sostanze nutrienti. La conformazione varia molto da esemplare ad esemplare, ma in generale è costituito da cellule piene di ossigeno che gli permette di galleggiare in posizione eretta e quindi mantenere in altro l’apparato fogliare. Rispetto alle piante terrestri gli steli delle piante acquatiche sono sicuramente più flessibile e seguono facilmente il movimento dell’acqua. Questo è sicuramente un bene, in quanto se fossero troppo rigidi, opponendo resistenza all’acqua finirebbero per essere danneggiati seriamente. Molte piante hanno uno stelo che si estende per tutto l’apparato fogliare, mentre in altre è più ridotto. La funzione di trasporto dei nutrienti comunque non è secondaria a quella di sostegno: grazie a una fitta rete di sistemi vascolari è possibile trasferire i nutrienti nelle zone di stoccaggio dell’organismo in attesa di essere utilizzati al momento opportuno.

Le foglie
La forma delle foglie varia molto tra le piante acquatiche, poiché le numerose specie hanno sviluppato forme diverse per ambientarsi al meglio nelle condizioni differenti che i vari ambienti concedono. Sicuramente la loro funzione principale è quella di catturare lo spettro luminoso, quindi l’energia della luce. Ma molto spesso riescono anche ad incamerare numerosi nutrienti: per questo motivo lo spessore delle foglie delle piante acquatiche è inferiore rispetto a quelle terrestri, in quanto riescono meglio a farsi attraversare dall’acqua e raccogliere i nutrienti stessi. Quando le piante emergono dall’acqua possono sviluppare foglie con forme diverse rispetto alla parte sommersa.

I fiori
Non tutte le piante acquatiche producono fiori e quindi semi per riprodursi. Quelle che lo fanno sovente spuntano furori dall’acqua per permettere agli insetti di impollinare. Alcune in realtà producono anche fiori sommersi (pensate al fiore bianco dell’Anubias), ma la maggior parte preferisce un sistema di riproduzione asessuata e quindi non genera fiori o semi.

FONTI IMMAGINI: www.cardiologiapertutti.org.
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