Vacuolo - Biologia vegetale

Funzioni del vacuolo: esso mantiene costante il pH del citoplasma perché permette l’ingresso e l’

uscita di ioni attraverso il tonoplasto. Esso inoltre permette l’accumulo di sostanze, alcune anche

tossiche e che quindi fungono da deterrenti per gli animali che si nutrono delle piante le quali

cellule presentano vacuoli con tali sostanze tossiche che vengono liberate nel momento in cui la

cellula viene rotta perché mangiata. Esso permette la crescita cellulare, la detossificazione di

molecole tossiche, evita che si creino spazi vuoti nella cellula che dovranno essere riempiti da

citoplasma spendendo energia. Il vacuolo permette anche l’accumulo di proteine, specialmente

nelle cellule del seme, dove le proteine sono accumulate sottoforma di cristalli solidi (granuli di

aleurone) a causa della disidratazione, che permette di arrestare l’attività metabolica del seme e di

preservarlo in vista della germinazione.

Vantaggi del vacuolo: esso permette alla cellula di ingrandirsi senza spendere energia perché

accumula acqua e permette una crescita per distensione, quindi la cellula vegetale non deve

crearsi il citoplasma e gli organelli, processo che chiederebbe moltissima energia. La cellula

animale, non avendo il vacuolo, spende molta energia per accrescersi. Inoltre una cellula di grosse

dimensioni ha problemi di assorbimento di nutrimenti e di eliminazione di metaboliti perchè con

l’aumento del diametro, il volume cresce del cubo, mentre la superficie cresce del doppio. Con la

presenza del vacuolo, il citoplasma e gli organelli vengono confinati ai bordi della cellula, a ridosso

della membrana plasmatica e della parete, aumentando la superficie di scambio permettendo di

risolvere i problemi di assorbimento e di eliminazione di una cellula grande. In particolare, nelle

cellule parenchimatiche, ci saranno molti cloroplasti addossati alla membrana cellulare per

favorire l’assorbimento della luce e lo svolgimento della fotosintesi. Il vacuolo inoltre da struttura

alla cellula ( insieme alla parete cellulare ) grazie all’ assorbimento di acqua perché l’ambiente

extracellulare è ipotonico rispetto al citosol che è ipotonico rispetto al succo vacuolare, quindi

l’acqua entra nel vacuolo permettendo di mantenere la cellula turgida. Questo processo è detto

pressione di turgore e permette la distensione cellulare e la rigidità dei tessuti non lignificati come

le foglie.

Pressione di turgore: pressione idrostatica esercitata sulle pareti della cellula. Contribuisce alla

rigidità cellulare

Pressione di parete: pressione meccanica esercitata sulle pareti della cellula.

Lo stato di turgore è determinato da un equilibrio tra queste due pressioni e determina la rigidità

delle cellule e delle parti non lignificate delle piante come le foglie. Infatti l’uscita di acqua dal

vacuolo e dal citosol per un cambiamento nella concentrazioni degli ioni ( la soluzione diventa da

ipotonica a ipertonica ) porta a un avvizzimento delle cellule e quindi di tali strutture non

lignificate. Le cellule poste in una soluzione ipertonica infatti, risentono del fenomeno della

plasmolisi, ovvero citoplasma e vacuolo di staccano dalla parete rimanendo attaccate solo per

piccoli filamenti. La plasmolisi è un normale fenomeno cellulare che si verifica nella stagione secca

quando il vento porta a un aumento dell’ evaporazione. Essa è reversibile se non è troppo grave

tramite il fenomeno di deplasmolisi, ovvero la cellula riassorbe acqua tornando ad essere turgida.

Per mantenere la pressione di turgore, il vacuolo deve continuamente assorbire ioni e metaboliti

grazie all’ingresso di acqua tramite le acquaporine ( canali per l’acqua ). La pressione di turgore è