Biologia vegetale - Radice

Radice

La radice è l’organo, generalmente sotterraneo, della pianta specializzato nell’assorbimento di acqua e sali minerali dal terreno, fondamentali per la vita delle piante. Ha anche funzioni principali di ancoraggio e di produzione di ormoni che segnano il forte legame tra lo sviluppo della radice e lo sviluppo del germoglio.

Funzioni principali

Svolge due altre importanti funzioni:

• Riserva di materiali nutritivi: Accumulo di carboidrati che derivano dalla fotosintesi clorofilliana e che sono immagazzinati sotto forma di amido negli amiloplasti delle cellule dei parenchimi amiliferi.
• Conduzione: Non solo di acqua e sali minerali assorbiti, ma anche di alcuni ormoni prodotti a livello della radice (citochinine e gibberelline) e di metaboliti secondari (es: nicotina).

Origine e sviluppo della radice

La radice prende origine dall’apice radicale dell’embrione e, nelle piante a seme, la prima radice che si sviluppa è detta radice primaria o radice principale. Da questa si sviluppa un complesso sistema di ramificazioni di radici laterali o secondarie le quali, a loro volta, danno origine ad altre radici secondarie. Quello che ne risulta è l’apparato radicale, un complesso sistema di radici che si irradia in tutte le direzioni nel terreno e ne assicura la captazione di acqua e sali minerali, soddisfacendo così le esigenze nutritive della pianta, interagendo con le particelle del suolo e formando un fitto sistema di ancoraggio.

Apparati radicali

Le gimnosperme e la maggior parte delle angiosperme dicotiledoni possiedono apparati radicali a fittone, in cui la radice principale permane viva e funzionante per l’intera vita della pianta e si sviluppa molto di più delle radici laterali, che restano più corte e sottili. Raramente le radici laterali si accrescono tanto quanto la radice principale, diventando indistinguibili, o addirittura sviluppandosi di più della principale; questo modello di crescita dà origine all’apparato fascicolato caratterizzato da molte radici di spessore e lunghezza simile.

Nelle monocotiledoni e in alcune dicotiledoni la radice principale in genere muore dopo poco tempo dalla germinazione del seme e l’apparato radicale della pianta si sviluppa grazie alla produzione di radici che prendono origine alla base del fusto, generalmente in corrispondenza delle gemme ascellari, e definite radici avventizie in quanto non si originano dai tessuti radicali. Benché la forma dell’apparato radicale sia a volte simile a quello fascicolato, i due apparati differiscono per la zona istologica da cui prendono origine le singole radici.

Cuffia radicale

L’estremità della radice è provvista di un tessuto di protezione del meristema apicale detto cuffia o caliptra che ricopre le cellule sottostanti e le protegge dall’abrasione durante la penetrazione della radice nel suolo. Il suo modello di crescita è caratterizzato da un continuo rinnovamento delle cellule che la compongono grazie all’attività di cellule iniziali più prossime al meristema dell’apice. Le cellule più esterne vanno incontro a rapida degenerazione e si sfaldano formando una sostanza mucillaginosa, detta mucigel, che resta attaccata alle particelle di terreno e facilita la penetrazione della radice. Un gruppo centrale di cellule formano la columella. Queste cellule sono caratterizzate dalla presenza di grossi granuli di amido, detti statoliti, addensati nella parte inferiore della cellula e che sono coinvolti nella percezione della gravità, orientando la direzione di crescita verso il basso delle radici (crescita geotropica positiva).

Apice radicale

Al di sotto della cuffia si trova l’apice radicale, costituito da cellule che si dividono per mitosi ed è responsabile dell’aumento del numero di cellule della radice; l’accrescimento è determinato dall’attività di un meristema apicale con caratteristiche strutturali e funzionali embrionali. Le cellule meristematiche sono organizzate in tre foglietti embrionali:

• Protoderma: Formerà il rizoderma
• Meristema fondamentale: Formerà la corteccia
• Procambio: Formerà il cilindro centrale o stele

Allontanandosi dall’apice le cellule si differenziano. L’apice radicale è costituito da cellule meristematiche dalla cui attività mitotica prendono origine tutti i tessuti primari della radice. Nel meristema apicale si possono distinguere file di cellule (linee cellulari) che grazie all’attività mitotica incessante vengono spinte verso l’alto sviluppandosi lungo la radice e arrivando fino alla zona di struttura primaria. La zona della radice immediatamente al di sopra dell’apice è definita zona di differenziazione. Alla distensione delle cellule in questa zona è dovuto in massima parte l’accrescimento in lunghezza della radice.

Zona di assorbimento - Peli radicali

L’area sopra della zona di differenziazione è detta zona pilifera o di assorbimento, caratterizzata dalla presenza dei peli radicali, estroflessioni sulla faccia esterna delle cellule epidermiche (presenza dovuta al gene Glabro). È una zona che continua a riformarsi. I peli radicali sono delle strutture specializzate per aumentare la superficie di assorbimento e per l’assorbimento in sé. Riescono a penetrare nei più piccoli interstizi del suolo e garantiscono una capillare estrazione di acqua e sali minerali. La parete dei peli radicali è ricca di mucillagini, composti con elevata affinità per l’acqua, che amplificano la capacità assorbente di ogni singolo elemento cellulare. Tutti i tessuti della zona pilifera sono costituiti da cellule differenziate adulte che hanno completato la crescita e costituiscono la zona di struttura primaria. Cellule con peli Tricoblasti → Cellule senza peli Atricoblasti.

Struttura primaria - Rizoderma o epidermide radicale

Nella struttura primaria si distinguono chiaramente tre parti:

• Una esterna: il rizoderma
• Una intermedia: il cilindro corticale
• Una interna: la stele