Anatomia e morfologia della foglia, trasporto xilematico, trasporto floematico

Argomenti:

- anatomia della foglia

- confronto foglia di monocotiledone e dicotiledone

- foglie c4

- tipi di foglie in base al tipo di pianta (gimnosperma, idrofita, xerofita)

- le forme delle foglie

- foglie particolari

- foglie modificate

trasporto xilematico

• - stomi (anatomia e fattori che causano l’apertura e la chiusura)

- evapotraspirazione

- tensione dell’acqua all’interno dei vasi

- potenziale idrico

- assorbimento radicale, pressione radicale, guttazione, cavitazione

- montacarichi idraulico

trasporto floematico

• - fasi della vita di una pianta

- regolazione distribuzione nutrienti

- composizione succo floematico

- anatomia tessuto cribroso, cellule compagne

- caricamento e scaricamento del floema, flusso di massa

- interazione xilema-floema

- velocità del flusso La Foglia

Funzioni:

- fotosintesi

- traspirazione quando gli stomi sono aperti

→

Fasi dello sviluppo embrionale

meristemi apicali bozza fogliare asse fogliare

→ →

meristemi marginali lamina fogliare aumento della super cie di scambio

→ →

crescita intercalare:

- nelle dicotiledoni è dovuta all’allungamento dell’asse

- nelle monocotiledoni è data dai meristemi marginali

—> la foglia ha solo struttura primaria perché ha uno sviluppo è de nito (non inde nito

come nel fusto)

bozze fogliari = primordi delle foglie

- prendono origine ai lati del meristema apicale in un germoglio

- Sono sempre associate ad una gemma ascellare da cui partirà un germoglio.

fi fi fi

- Se sono rosse vuol dire che c’è tessuto meristematico.

Accrescimento per divisione→struttura primaria

Accrescimento per distensione→cellule aumentano di volume diventando mature.

Anatomia della foglia:

—> epidermide

—> meso llo formato da:

- parenchima cloro lliano

- tessuti meccanici

- tessuti conduttori —> fasci cribro-vascolari chiusi

Come si connettono le tracce fogliari e dei rami e il sistema conduttore del fusto:

le piante superiori hanno solitamente due tracce per ogni rami cazione laterale, una del

ramo e una della foglia.

I vasi xilematici :

- sono sempre portati superiormente ai tubi cribrosi oematici

- sempre verso l’esterno o sulla pagina superiore

i tessuti di conduzione vanno ad innervare la foglia e la loro distribuzione è tale che si ha la

formazione di buchi in cui si diramano per portare xilema e oema.

nodo: diramazione secondaria —> rami cano tessuti conduzione

strato di abscissione —> acido abscissico abscissione = caduta

è uno strato di sughero che viene prodotto grazie ad un ormone che è in grado di occludere

le connessioni tra la foglia destinata a cadere ed il resto del cormo della pianta.

- rinnovo foglie sempreverdi continuo

→

- rinnovo foglie caducifoglie morte programmata

→

fi fi fi fl fl fi

Confronto tra foglia di monocotiledone e dicotiledone

FOGLIA FOGLIA DICOTILEDONE

MONOCOTILEDONE

- -

CARATTERISTICHE nervature parallelinervie nervature retinervie

In caso di ferita, questa Per raggiungere una porzione della

struttura impedisce il flusso foglia seguendo diversi percorsi

e la traslazione alla porzione —> è un vantaggio nel caso di una

più distale ferita, perché il passaggio /

trasporto in una determinata zona è

Questo causa la perdita di velocizzato poiché può essere

funzionalità di quella raggiunta una regione della foglia

porzione della foglia perché facendo un percorso diverso

è stato tagliato l’apporto di

nutrienti dei fasci.

Il vantaggio —> la

resistenza al flusso è più

bassa

- -

Simmetria bilaterale simmetria dorso ventrale

- -

Portamento ortotropo portamento plagiotropo

(verticale rispetto al (orizzontale rispetto al terreno)

terreno) -

EPIDERMIDE L’epidermide superiore ed Pareti tangenziali cutinizzate

-

SUPERIORE inferiore sono OMOGENEE no stomi sulla pagina superiore

- presenza di stomi su perché perderebbero acqua

-

entrambe le pagine in genere assenza di stomi e peli

- eventuali depositi silicei

sulle pareti per aumentare

EPIDERMIDE Parete cellulare sottile e con poca

la consistenza meccanica

INFERIORE cutina, presenza di stomi e peli

MESOFILLO Omogeneo, senza distinzione Tessuto:

-

in palizzata e lacunoso a palizzata formato da cellule

del parenchima clorofilliano

- lacunoso (parte inferiore), dove

il vapore acqueo viene

scambiato

TESSUTI Fasci collaterali CHIUSI ( xilema superiore, floema inferiore)

CONDUTTORI

TESSUTI Sclerenchimi e collenchimi associati a vasi e tubi

MECCANICI

inoltre nelle foglie di monocotiledoni —> cellule bulliformi

si trovano sulle foglie di alcune graminacee, e fanno in modo che le foglie riescano ad

arrotolarsi su se stesse in caso di carenza di acqua.

soprattutto le piante erbacee che sono esposte alla radiazione, cercano di diminuire la

superficie fogliare attraverso questi sistemi (cellule bulliformi) che agiscono sul turgore

diminuendolo e facendo chiudere su se stessa la lamina fogliare.

—> modalità che può servire a migliorare l’efficienza idrica della pianta

—> es: piante di mais che arrotolano i bordi d’estate

Foglie c4: anatomia di kranz(corona)

—> metabolismo fotosintetico ad alta efficienza

confronto piante C3 e C4

PIANTE C4 PIANTE C3

Fotosintesi C4 Fotosintesi “classica”

Primo una molecola con 4 carboni acidofosfoglicerico con 3 carboni

composto (acido organico con 4 carboni)

formato

Efficienza Molto alta Poco, perché è fortemente

metabolismo compromesso dalle temperature alte

estive che inducono elevata

evapotraspirazione

—> necessaria chiusura degli stomi

—> d’estate perdono il 50% del

carbonio fissato durate le giornate

calde a causa della chiusura degli

stomi

-

Tipo di piante tropicali Autoctone, delle nostre zone,

-

piante piante invasive dei nostri “spontanee”

territori, le quali si stanno

avvantaggiando dei

cambiamenti climatici

Esempio: MAIS

- grandissima capacità

fotosintetica

- produce tanta biomassa

Anatomia delle piante c4

guaina del fascio (cribovascolare)

circonda i fasci cribovascolari fortemente impermeabilizzai all’esterno (impedisce il

passaggio anche ai gas —> CO2)

la pianta trasferisce all’interno (nella guaina) dei composti (acidi organici) che liberano CO2

creando ccondizioni di concentrazione di CO2 molto favorevoli.

—> zona della foglia in cui la concentrazione di CO2 è molto elevata, quindi favorisce

l’attività della rubisco (enzima fissatore che rappresenta il 30% della proteina fogliare).

cellule della guaina:

cloroplasti agranali —> tipici di piante di luce perché hanno un efficienza fotosintetica

specifica per le zone molto assoalate

—> es. piante c4

—> le zone più scure, dense sono quelle con grande quantità di amido —> granuli di amido

più grossi e numerosi —> significa che la fotosintesi va in modo elevatissimo

cellule del mesofillo:

cloroplasti granali —> granuli di amido rari e piccoli

—> tipici di piante d’ombra, di sottobosco

perché le c4 non hanno colonizzato tutti gli ambienti? perché hanno bisogno di tanta energia

(luce)

—> zone scure, buie dove c’è una grande quantità di amido —> fotosintesi non funziona

tipi di foglie in base al tipo di pianta

Foglia di Le piante di GIMNOSPERME di solito hanno una crescita lenta.

gimnosperma -

Caratteristiche foglie che cercano di risparmiare più acqua possibile

- Traslazione bassa a causa di vasi stretti

- Evapotraspirazione ridotta —> poco efficiente negli scambi

gassosi

-

Forma Aghiformi

- Unica nervatura

-

Epidermide Pluristratificata e molto cutinizzata —> molto impermeabile

- stomi infossati protetti da peli e cere

Mesofillo Compatto con cellule irregolari —> riduzione di scambi gassosi

Tessuti conduttori L’unica nervatura centrale (xilema superiore, floema inferiore) è

circondata da tessuto parenchimatico di trasfusione (per il trasporto

dei soluti dai fasci al mesofillo), avvolto da endoderma —> tessuto

tegumentale che limita gli scambi

Tessuti meccanici Detti IPODERMA visto che sono sottostanti all’epidermide

Tessuti secretori CANALI RESINIFERI

Vantaggio Anche se le gimnosperme hanno foglie di questo tipo, d’altra parte

ne hanno una grandissima quantità per metro quadrato, in alcuni

casi anche il doppio delle angiosperme.

Foglia di pianta acquatica (idrofita)

—> foglie che galleggiano sul pelo libero dell’acqua

—> es. ninfee

nell’acqua i gas hanno una pessima solubilità (si sciolgono molto male) che peggiora con

l’aumentare della temperatura.

quindi per scambiare efficacemente i gas questo tipo di foglie deve avere gli gli stomi sulla

parte superiore che sta a contatto con l’atmosfera.

possiedono strutture sclerificate che danno compattezza alla foglia

—> parenchima aerifero perché:

- forma una sorta di cuscino d’aria per il galleggiamento

- le radici sono sommerse, quindi hanno bisogno di zone in cui ci possa attuare facilmente

lo scambio gassoso

Foglia di pianta xerofita

xerofite:

piante che si adattano a vivere in ambienti con poca acqua, poco nutrimento nel terreno e

molta ventilazione che causa l’asciugamento della foglia.

prediligono la formazione di molte strutture lignificate/sclerenchimatiche

•

—> cellule con pareti inspessite —> date dal fatto che il bilancio azoto/carbonio è spostato

sul carbonio poiché riescono a fare fotosintesi (fissare il carbonio) ma hanno pochi nutrienti.

poche proteine a causa dalla scarsità di nutrienti nel terreno

• difficoltà nell’assorbire i nutrienti dal terreno perché fare dovrebbero evapotraspirazione,

• che causerebbe la dispersione di vapore acqueo in un ambiente arido.

—> per questo gli stomi non sono mai tutti aperti o tutti chiusi ma c’è sempre una

situazione di compensazione.

Caratteristiche della forma delle foglie di xerofite

EPIDERMIDE —> ispessita e pluistratificata

STOMI —> solo sulla pagina inferiore, infossati e circondati da peli

Presenza di idioblasti e strutture meccaniche lignificate (sclerenchimi)

Peli e tricomi degli stomi

gli stomi hanno la caratteristica di essere circondati da peli, i quali hanno due funzioni:

- barriera nei confronti di artropodi, come gli afidi

- generano un microclima saturo di vapore acqueo che funge da tappo alla forte diffusione

dell’acqua

STOMI MONOCOTILEDONI STOMI DICOTILEDONI

disposizione ordinata (lungo le nervature) disposizione casuale (perlopiù pagina

su entrambe le pagine inferiore)

—> anche le zone di scambio gassoso con

l’interno del mesofillo sono disposte lungo

le linee delle nervature

Filotassi: disposizone delle foglie sul fusto

—> ogni famiglia, specie ha una specifica modalità di disporre le foglie sul fusto

alterne

il nodo inferiore ha la foglia disposta verso sinistra,

quello superiore verso destra.

—> ulmus minor

opposte

una da una parte e una dall’altra del fusto a due a due.

—> hipericum androsaemum

opposte decussate

la rotazione tra un nodo e l’altro è di 90°.

—> ajuga reptans

verticillate

una sorta di corona di foglie, le quali sono inserite

nello stesso punto

—> galium odorosum

—> stessa disposizione del fiore e degli elementi fiorali

problema delle foglie

—> per fare la fotosintesi al meglio non devono ombreggiarsi

quindi:

- almeno nello stesso individuo devono evitare di farsi ombra disponendosi in una maniera

più o meno diversificata

- mosaico fogliare —> cercano di formare una superficie il più possibile occupata dalle

foglie

- spesso le foglie hanno la capacità di ruotarsi, grazie a delle strutture nei piccioli dette

pulvini, in modo da intercettare la radiazione meglio possibile.

in situazioni di troppa luce

—> es. deserti australiani sono presenti le foreste shadowless —> foreste senza ombra

perché le foglie nelle ore più calde fanno in modo che i raggi siano paralleli alla lamina

fogliare, non intercettando quasi nulla non producono ombra.

dove vengono prodotte le foglie? due teorie:

- dove c’è spazio

- ci sono delle sorte di inibizioni (di organi competitori) attuate da una gemma

Tipi di forme di foglie:

—> foglie semplici

- foglia a lembo intero

quando il margine non ha nessuna incisione

- foglia a lembo inciso

presenta incisioni più o meno profonde

—> quanto sono incise può essere un carattere per identificare il tipo di

quercia che si sta osservando

- foglia picciolata

presenta un picciolo, struttura di attacco in cui passan