Tensione-coesione-adesione (biologia)

Tensione-coesione-adesione (biologia) Nelle piante terrestri, meccanismo con il quale l’acqua assorbita dalle radici risale lungo il fusto e raggiunge le foglie.

L’acqua, continuamente assorbita dal terreno dai peli radicali (cellule specializzate poste alle estremità delle radici), penetra negli elementi vascolari dello xilema (trachee e tracheidi) posti nella porzione centrale della radice; è quindi destinata a risalire contro gravità fino ad altezze spesso considerevoli, che possono raggiungere anche centinaia di metri (si pensi a specie arboree di notevole sviluppo, come quelle del genere Sequoia). Poiché gli elementi del legno sono composti da cellule morte, non è possibile ritenere che l’acqua fluisca verso l’alto grazie a meccanismi di trasporto attivo; nelle membrane biologiche tali sistemi, con consumo di energia, permettono il movimento di sostanze in senso contrario a quello che avverrebbe se lo spostamento avvenisse in modo spontaneo e senza spesa energetica (ad esempio, permettono il flusso delle sostanze contro il loro gradiente di concentrazione). Nei vasi xilematici, inoltre, l’acqua non è sospinta verso l’alto da fenomeni pressori: nelle piante, infatti, non vi sono “cuori” che abbiano funzione di pompaggio. Inoltre, il rilevamento della pressione interna alle trachee rivela un valore di pressione negativo, inferiore cioè alla pressione atmosferica; se la pressione nello xilema fosse anche pari a 1 atm, sarebbe sufficiente a sollevare l’acqua solo fino a 10 m di altezza, il che non sarebbe compatibile con le dimensioni di molti alberi, assai più elevate.

Il “motore” che determina la risalita dell’acqua è la traspirazione, ossia la perdita di vapore acqueo dalle foglie che si verifica durante la fotosintesi e gli scambi gassosi che la pianta opera con l’atmosfera. Dagli stomi aperti l’acqua presente nelle pareti delle cellule fogliari evapora, molecola per molecola; ciò determina il richiamo di acqua dagli spazi intercellulari che, a loro volta, richiamano fluido dagli elementi vascolari che attraversano la foglia stessa. Si genera dunque una sorta di forza aspirante la cui azione si estende per tutta l’altezza della pianta; ciò è possibile grazie alla notevole forza di coesione che esiste tra le molecole d’acqua, e alla adesione che queste esercitano sulle pareti dei vasi. L’aspirazione è responsabile della pressione negativa che si registra nello xilema, detta tensione; le forze di coesione e di adesione determinano la formazione di una sorta di cordone continuo di molecole d’acqua che dalle foglie si estende alle estremità delle radici.