Biologia vegetale - Radice

STRUTTURA PRIMARIA - RADICI LATERALI

Si formano nella zona di struttura primaria. Esse hanno una origine endogena in quanto si formano da un tessuto interno della radice, il periciclo. Alcune cellule del periciclo vanno incontro a un processo di differenziazione e riacquistano la capacità di dividersi per mitosi dando origine così ad un meristema apicale costituito da 3 strati di cellule. Da questi strati si originano i 3 meristemi tipici dell'apice radicale. Per attività dei meristemi la radichetta si accresce trasversalmente nel cilindro corticale attraversando tutti i tessuti fino a fuoriuscire all'esterno.

MODIFICAZIONI DELLA RADICE

Le radici possono subire significative modificazioni in relazione a determinate specializzazioni.

Riserva sostanze nutritive

In alcune radici la capacità di accumulare zuccheri (soprattutto amido) è potenziata al massimo. Questo è tipico delle specie biennali (es. carota), il cui apparato a fittone si...

ingrossa notevolmente (radici succulente).

Respirazione

Molte piante che affondano in terreni paludosi (Asfittici) hanno il problema della scarsa disponibilità d’ossigenonecessario per la respirazione delle cellule radicali; risolvono questo problema sviluppando verso l’alto radiciaerifere o pneumatofori (es. mangrovie).

Sostegno

In piante rampicanti (es. Edera) sono le radici aggrappanti, radici avventizie aeree che si sviluppano dal fusto, aprendere contatto con il supporto. In piante anche molto diverse tra loro (es. mais, alcune mangrovie) si sviluppanoinvece radici a trampolo, radici avventizie che hanno la funzione di puntellare il fusto, ma che una voltasprofondate nel terreno esplicano anche la normale funzione assorbente.

Adattamento Epifitismo

Molte epifite (es. Orchidee tropicali) hanno radici avventizie pendenti, rivestite da una specie di manicottochiamato Velamen, un’epidermide pluristratificata con cellule morte a maturità, le cui pareti

idrofile assorbono percapillarità l'acqua piovana e la rugiada.

FOTOTROPISMO

Il fototropismo è la risposta ad uno stimolo di luce indirizzata. Avviene mediante accrescimento perdistensione cellulare. Permette alle piante di accedere al migliore irraggiamento possibile per garantire la fotosintesi. È osservabile ad esempio nella curvatura di un germoglio verso lo stimolo luminoso.

Il fenomeno è mediato dalla distribuzione dell'Auxina (ormone vegetale responsabile della crescita perdistensione).

I fotorecettori responsabili della sensibilità alla luce (blu) responsabili del fototropismo sono flavoproteine:

• Fototropina 1
• Fototropina 2

Sono localizzati generalmente nelle foglioline del germoglio.

L'auxina è sintetizzata nell'apice e subisce un trasporto basipeto (dall'alto verso il basso) da cellula a cellula.

Se l'illuminazione non proviene dall'alto, l'auxina invece che distribuirsi uniformemente si

sposterà verso il lato non illuminato. L'accumulo di questo ormone determinerà crescita maggiore nel lato in ombra, con conseguente piegamento verso la luce. Il fototropismo è stato descritto per la prima volta da Darwin che era riuscito a dimostrare questo fenomeno. (È stato osservato anche nel plancton acquatico)

GRAVITROPISMO (o Geotropismo)
È la capacità delle piante di reagire alla gravità terrestre. È una sorta di tropismo che si verifica quando una pianta viene posta orizzontalmente, le zone di fusto e radici rivolte verso il basso ricevono maggiore quantità di Auxina che della parte superiore. Vi sono 2 tipi di gravitropismo:
- Positivo: Le radici si dispongono nella posizione del filo a piombo verso il centro della Terra.
- Negativo: Le radici si dispongono nella posizione del filo a piombo ma in verso opposto al centro della Terra.

SIMBIOSI TRA RADICI E BATTERI AZOTO-FISSATORI
La simbiosi azotofissatrice è

propria di piante pioniere adatte avivere in terreni poveri o ecologicamente "disagiati". L'esempio Rhizobium più noto di è quello tra le Leguminose e illeguminosarum.

1. Le radici secernono sostanze che attraggono i batteri. Questi, a loro volta, emettono segnali chimici che stimolano i peliradicali ad allungarsi formando un filamento di infezione grazie all'invaginazione della membrana plasmatica.
2. I batteri penetrano nella corteccia radicale all'interno di un filamento di infezione. Le cellule della corteccia e del periciclo iniziano a dividersi e le vescicole contenenti i batteri gemmano nelle cellule corticali a partire dal filamento di infezione che si sta ramificando. Le membrane delle vescicole derivano dall'invaginazione della membrana citoplasmatica delle cellule radicali.
3. La crescita continua nelle regioni infettate della corteccia e del periciclo; le 2 masse di cellule in divisione si fondono formando un nodulo.
4. Il nodulo continua

pianta. In questo modo, i batteri azoto-fissatori possono entrare nella cellula apicale e iniziare il processo di fissazione dell'azoto. Una volta che i batteri azoto-fissatori sono all'interno della cellula apicale, iniziano a produrre enzimi che trasformano l'azoto atmosferico in composti azotati utilizzabili dalla pianta. Questi composti vengono poi trasportati attraverso il tessuto conduttore, che collega il nodulo radicale allo xilema e al floema dell'astele. Il tessuto conduttore fornisce al nodulo sostanze nutritive, traendole dai composti azotati prodotti dai batteri azoto-fissatori. Queste sostanze nutritive vengono distribuite nel resto della pianta attraverso lo xilema e il floema. In sintesi, quando la pianta ha bisogno di azoto, invia segnali nel terreno per richiamare i batteri azoto-fissatori. I batteri rispondono emettendo segnali azoto-fissatori. La pianta forma un uncino e modifica la parete nella zona apicale del pelo radicale. L'invaginazione della membrana plasmatica, chiamata interfaccia, si estende fino al fondo della cellula apicale, permettendo l'ingresso dei batteri azoto-fissatori. Questi batteri producono enzimi che trasformano l'azoto atmosferico in composti azotati utilizzabili dalla pianta. Infine, il tessuto conduttore trasporta queste sostanze nutritive dal nodulo radicale allo xilema e al floema dell'astele per la distribuzione nel resto della pianta.cellula. Viene così a formarsi un "tunnel" nella quale passeranno i batteri. noduli radicali. I batteri si insediano nelle radici dell'ospite, inducendo la formazione di tipici (cellule parenchimatiche che prolificano e formano tutta una massa di cellule che si espande) e qui, dato che sono autotrofi solo per l'azoto, sottraggono diversi composti organici e sali minerali all'ospite stesso, cedendogli però in cambio composti azotati. Questi scambi sono favoriti da particolari e caratteristici tessuti vascolari che si sviluppano proprio all'interno dei noduli radicali. Nel nodulo viene creato un sistema di trasporto perché ci sia la possibilità di un movimento di sostanze dalla stele al nodulo e dal nodulo alla stele. Nel frattempo la pianta porta i nutrimento ai batteri. Tutte le simbiosi mutualistiche (vantaggio reciproco) avvengono nella corteccia, poiché se avvenissero nella stele le sostanze vagherebbero in giro per tutta la

pianta.Questi batteri sono aerobi e quindi respirano, la respirazione ovviamente richiede ossigeno.Il problema è che l'azoto-fissazione è sensibile all'ossigeno.Quindi come fa una cellula a respirare e nello stesso tempo fissare l'azoto atmosferico?La pianta regola la quantità di ossigeno che arriva nel tubercolo, per cui l'ossigeno è dosato dalla pianta stessa,proprio come fa l'uomo, attraverso l'emoglobina nel sangue, che nelle piante prende il nome di Legemoglobina(molecola utilizzata per il trasporto dell'ossigeno in tutta la pianta).Inoltre quando la pianta muore (e con essa anche i batteri simbionti), le grandi quantità di composti azotati che sisono accumulate dentro tali microrganismi vengono rilasciate nel terreno che, perciò, riceve un apporto di azotosupplementare e certamente di gran lunga superiore a quello che può essere ottenuto dalla semplice degradazionedei soli tessuti vegetali

morti. Tra la pianta e i batteri c'è uno scambio reciproco, la pianta da i nutrimenti ai batteri e i batteri danno azoto alla pianta.

SIMBIOSI PIANTA-FUNGO MICORRIZA: Si intende un particolare tipo di simbiosi tra un fungo e una pianta superiore, localizzata nell'apparato radicale, che si estende per mezzo di ife o di rizomorfe nella rizosfera e nel terreno circostante. Molte radici convivono con funghi filamentosi sviluppando un connubio vantaggioso Radice - Fungo = Micorriza.

Simbiosi mutualistiche: I due organismi portano avanti il loro ciclo vitale vivendo a stretto contatto e trae ndo benefici reciproci, sia di natura nutrizionale che di altro tipo. Alcuni esempi sono: Querce e tartufi - Castagni e porcini.

Esistono 2 diversi tipi di micorrize:

Ectomicorrize (o Micorrize Ectotrofiche): Caratteristiche delle Angiosperme e delle conifere. C'è un mantello fungino esterno che ricopre gli apici radicali. Il fungo è cresciuto negli spazi

INTERcellulari. (All'esterno delle cellule) Endomicorrize (o Micorrize Endotrofiche) Molto più diffuse. Non dotate di un mantello fungino esterno. Il fungo è cresciuto negli spazi INTRAcellulari. Le cellule sono piene di ife fungine (All'interno delle cellule) Micelio: E' l'apparato vegetativo dei funghi ed è formato da un intreccio di filamenti detti ife, tubuli in cui scorre il protoplasma (complesso di sostanze contenute nella cellula che sono circondate dalla membrana cellulare). Sembra molto compatto ma in realtà sono solo tanti fili di ife compattate. Ife: Filamenti uni o pluricellulari che, disposti uno sull'altro, formano il Micelio, ovvero il corpo vegetativo dei funghi. Il fungo patogeno invece penetra all'interno del vegetale e a questo punto vi sono 2 modi di agire della pianta: 1. La pianta non riesce a reagire e muore. 2. In altri casi si accorge che il fungo sta penetrando e risponde o producendo sostanze tossiche o

Riempiendola cellula di sostanze tossiche e quindi la pianta destina la morte di quella parte. Zona necrotizzata dove il fungo viene bloccato.

FOSFATO

Lo ione fosfato è fondamentale in ogni organismo vivente. È presente anche nelle molecole di ATP e ADP e nelle catene di DNA e RNA. Rappresenta uno dei principali nutrienti delle piante. La sostanza organica ha tantissime molecole di fosfato ma la pianta riesce ad assorbirlo solo in parte. La radice libera degli enzimi, detti fosfatasi, che rompono il legame che lega il fosfato alla molecola organica. Il fungo può aiutare la pianta in questo compito crescendo sulla sostanza organica e liberando il fosfato in cambio di nutrienti da parte della pianta.

MOVIMENTO DELLE SOLUZIONI NELLA PIANTE

Le soluzioni si possono muovere nel corpo della pianta attraverso 3 vie:

1. Via del Simplasto: è il continuum di citosol attraverso i plasmodesmi, i canali che collegano i protoplasti attraverso le pareti cellulari. La sostanza passa da una

cellula all'altra attraverso i plasm