TRASPIRAZIONE DELLE PIANTE: PROCESSO, FATTORI E IMPORTANZA - BIOLOGIA - 2025

La traspirazione delle piante e dei resti di organismi vegetali è il processo di perdita di acqua in forma gassosa che avviene attraverso gli stomi, che sono strutture specializzate situate nelle lame fogliari.

La traspirazione è legata a vari processi fisiologici nelle piante, che assorbono e perdono continuamente acqua. Attraverso questo meccanismo omeostatico avviene la maggior parte dell'evaporazione dell'acqua, in quanto viene assorbita l'anidride carbonica atmosferica necessaria ai processi fotosintetici.

Gli stomi di Zebrina spp. (Fonte: AioftheStorm tramite Wikimedia Commons)

In media, una foglia può scambiare fino al 100% del suo contenuto d'acqua con l'ambiente durante una giornata calda, secca e soleggiata. Allo stesso modo, i calcoli effettuati da alcuni autori consentono di stimare che, durante la vita di una pianta, può perdere una massa equivalente a oltre 100 volte il suo peso fresco attraverso le foglie a causa del sudore.

Molti fisiologi vegetali ed ecofisiologi si dedicano a "misurare" la velocità di traspirazione delle piante, in quanto ciò può fornire loro informazioni sul loro stato fisiologico e anche su alcune delle condizioni ambientali a cui le piante sono continuamente sottoposte.

Dove e perché si verifica la traspirazione?

La traspirazione è definita come la perdita di acqua sotto forma di vapore ed è un processo che avviene principalmente attraverso le foglie, sebbene possa avvenire anche, ma in misura molto minore, attraverso piccole “aperture” (lenticelle) presenti nella corteccia degli steli e dei rami.

Avviene grazie all'esistenza di un gradiente di tensione di vapore tra la superficie fogliare e l'aria, quindi si deduce che si verifica per un aumento della pressione di vapore acqueo interno alle foglie.

In questo modo diventa maggiore di quello del vapore che circonda la lamina fogliare, che può farla diffondere dalla zona più concentrata a quella meno concentrata.

Stomi

Stomi nell'epidermide del giglio. Viascos

Questo processo è possibile a causa dell'esistenza di strutture che "interrompono" la continuità della superficie fogliare (epidermide) e sono note come stomi.

Gli stomi consentono il rilascio “controllato” del vapore acqueo dalle foglie, evitandone l'evaporazione per diffusione diretta dai tessuti epidermici, che avviene passivamente e senza alcun tipo di controllo.

Uno stoma è costituito da due cellule "guardiane", a forma di "salsiccia" o "rene", che formano una struttura a forma di poro, la cui chiusura o apertura è controllata da diversi stimoli ormonali e ambientali:

- Si può dire che, in condizioni di oscurità, con deficit idrico interno ed a temperature estreme, gli stomi rimangono chiusi, "cercando" di evitare grosse perdite di acqua per traspirazione.

- La presenza di luce solare, l'abbondante disponibilità di acqua (esterna ed interna) e una temperatura "ottimale" favoriscono l'apertura stomatica e aumentano le velocità respiratorie.

Quando le cellule di guar si riempiono d'acqua, diventano turgide, provocando l'apertura del poro stomatico; Questo è l'opposto di ciò che accade quando non c'è abbastanza acqua, ovvero quando gli stomi rimangono chiusi.

Processo di traspirazione

Schema del processo di traspirazione in una pianta (Fonte: Laurel Jules tramite Wikimedia Commons)

Chiarito il concetto di stomi, il processo di traspirazione, quindi, avviene come segue:

1- L'acqua trasportata nello xilema delle piante vascolari si diffonde verso i tessuti fogliari, soprattutto verso le cellule mesofille.

2- Detta acqua può evaporare per effetto delle alte temperature e dell'irraggiamento solare; Il vapore acqueo così generato rimane negli spazi d'aria caratteristici che si trovano nel mesofillo (è “concentrato”).

3- Questo vapore acqueo si sposta per diffusione nell'aria quando gli stomi si aprono, sia in risposta ad un fitormone (una sostanza che regola la crescita delle piante), a una condizione ambientale, ecc.

L'apertura della stomia implica uno scambio di vapore acqueo dalla pianta all'atmosfera, ma allo stesso tempo permette la diffusione dell'anidride carbonica dall'aria ai tessuti fogliari, processo che avviene principalmente per un gradiente di concentrazione.

Fattori che influenzano la traspirazione

Sono molteplici i fattori che influenzano la traspirazione, sebbene la loro importanza sia relativa al tipo di pianta considerata.

Effetto della velocità del vento sulla velocità di traspirazione (Fonte: DGmann)

Fattori esterni

Da un punto di vista ambientale, la traspirazione dipende molto dall'irraggiamento solare e dalla temperatura, oltre che dalla disponibilità di acqua nel suolo, dal deficit di pressione del vapore, dalla velocità del vento, ecc.

Effetto della velocità del vento sulla velocità di traspirazione (Fonte: DGmann)

Per alcune piante, anche la concentrazione di anidride carbonica esterna (CO2) è un elemento chiave nella regolazione della traspirazione (apertura stomatica). Alcuni testi indicano che quando i livelli interni di CO2 diminuiscono notevolmente, le celle di guardia consentono l'apertura del poro stomatico per facilitare l'ingresso di detto gas.

Effetto della temperatura sulla velocità respiratoria (Fonte: DGmann)

Fattori interni

Nel contesto anatomico, le velocità di traspirazione variano notevolmente a seconda delle caratteristiche esterne della superficie fogliare (nonché della superficie fogliare). Nella maggior parte delle piante vascolari, le foglie sono solitamente ricoperte da "strati cerosi" che sono noti collettivamente come cuticola.

Effetto dell'area fogliare sul tasso di traspirazione (Fonte: DGmann tramite Wikimedia Commons)

La cuticola è una struttura altamente idrofobica (che respinge l'acqua), che impedisce la traspirazione per semplice evaporazione dal parenchima fogliare alla superficie e quindi impedisce il totale essiccamento delle cellule del tessuto fogliare.

La presenza o l'assenza di una cuticola "efficiente" nella ritenzione del vapore acqueo condiziona le velocità di traspirazione di una pianta vascolare. Inoltre, la capacità di assorbimento dell'acqua delle radici può essere anche un fattore condizionante per la traspirazione.

L'acido abscissico (ABA) è un fitormone correlato alla traspirazione: favorisce la chiusura stomatica inibendo alcuni degli enzimi necessari all'acqua per entrare nelle cellule di guardia degli stomi, impedendone l'apertura.

Solitamente è una sostanza prodotta per "comunicare" alla pianta che ci sono carenze idriche dai tessuti delle radici.

Importanza

Omeostasi termica

L'acqua è una delle risorse naturali più importanti per tutti gli organismi viventi, quindi le piante non fanno eccezione. Pertanto, tutti i processi che hanno a che fare con lo scambio d'acqua tra una pianta e l'ambiente che la circonda sono della massima importanza per la sua sopravvivenza.

Dal punto di vista dell'omeostasi termica, la traspirazione è fondamentale per dissipare il calore generato dalla radiazione solare. Questa dissipazione avviene grazie al fatto che le molecole d'acqua che sfuggono nell'atmosfera sotto forma di vapore acqueo hanno una grande quantità di energia, che rompe i legami che le "trattengono" in forma liquida.

La fuoriuscita delle molecole d'acqua “lascia dietro di sé” una massa di molecole che ha meno energia di quelle che sono state dissipate, il che favorisce il raffreddamento del restante “corpo” d'acqua e, quindi, dell'intera pianta.

Trasporto dell'acqua mediante pressione idrostatica negativa

Quando le velocità di traspirazione delle foglie sono molto elevate, la colonna d'acqua nello xilema, che fa parte del sistema vascolare di molte piante, sale rapidamente dalle radici, favorendo l'assorbimento radicale di acqua e altri composti e nutrienti nel pavimento.

L'acqua si sposta così dal terreno all'atmosfera all'interno delle piante grazie alla pressione idrostatica negativa esercitata dalle foglie durante la traspirazione, che avviene grazie alle proprietà coesive dell'acqua, che mantiene elevate le tensioni durante lunghezza della colonna d'acqua nello xilema.

In altre parole, l'evaporazione dell'acqua e il suo rilascio per traspirazione fornisce la maggior parte dell'energia necessaria per il movimento verso l'alto dell'acqua, grazie all'esistenza di un gradiente di potenziale idrico tra le lame fogliari e l'atmosfera.

Fotosintesi

Poiché la traspirazione non riguarda solo la perdita di acqua sotto forma di vapore, ma comporta anche l'ingresso di anidride carbonica nei tessuti fogliari, questo processo è anche della massima importanza per la fotosintesi, poiché la CO2 è essenziale per la sintesi di sostanze alimentari.

Riferimenti

1. Azcón-Bieto, J. e Talón, M. (2000). Fondamenti di fisiologia vegetale (n. 581.1). McGraw-Hill Interamericana.
2. Encyclopaedia Britannica Inc. (2014). Encyclopaedia Britannica. Estratto il 5 gennaio 2020 da www.britannica.com/science/transpiration
3. Taiz, L. e Zeiger, E. (2002). Fisiologia vegetale.
4. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM e Murphy, A. (2015). Fisiologia e sviluppo delle piante.
5. Turtenwald, K. (2018). Sciencing. Estratto l'8 gennaio 2020 da www.sciencing.com