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Cosa fa allungare gli steli delle piante?

Ovvero: perchè mi si allungano gli internodi?

In quanto staff di acquario Chimica e Tecnica siamo orgogliosi di esservi al fianco da più di dieci anni. Durante questo periodo, abbiamo raccolto molte domande, una delle più particolari delle quali è: perchè gli steli delle mie piante si allungano, mentre vedo altri acquari in cui gli steli sono molto più compatti? Cosa causa l’allungamento degli internodi?

La risposta è semplice, ma non è banale. Andiamo a capire tutti i fattori che causano questo fenomento.

Accesso ad ossigeno e CO₂

In natura, la maggior parte delle piante acquatiche sono piante palustri, che vivono ai margini degli specchi o dei corsi d’acqua in forma emersa, e si adattano alla sommersione, ma non sono strettamente legate a questa condizione. Questo vuol dire che la pianta vive perlopiù in forma emersa, e la vita in forma emersa per la pianta è totalmente differente da quella sommersa.

Per le piante sommerse gli scambi gassosi sono circa diecimila volte più lenti che in aria: è molto più facile che le piante crescano avendo questo “vantaggio aereo” dato che questo gli dà accesso alle grosse quantità di ossigeno ed anidride carbonica che si trovano in aria. Le piante che normalmente manteniamo in acquario vogliono uscire all’aria e cambiare forma, quello che facciamo mantenendole sommerse è di per sè una forzatura.

Ma come fa una pianta a capire se si trova sott’acqua?

Quando una pianta viene sommersa, il suo accesso ai gas che si trovano in aria viene ridotto drasticamente. Questa cosa porta al rapido accumulo di un ormone vegetale, l’etilene, nel meristema. Il meristema è, per chi non mastica un po’ di botanica, un piccolo insieme di cellule da cui la pianta continua la sua crescita.

L’accumulo di questo ormone causa la rapida elongazione dello stelo per cercare di raggiungere il prima possibile la superifice dell’acqua e poter quindi accedere nuovamente all’aria. Quando CO₂ ed O2 scarseggiano, le piante impiegheranno tutta l’energia che hanno a disposizione per allungare gli internodi, anche al costo di sacrificare le foglie più vecchie per accedere alla superficie dell’acqua e migliorare quindi le condizioni di sopravvivenza.

Questo è il motivo per cui spesso è piuttosto comune osservare la perdita delle foglie più basse nelle piante a stelo piantate in vasche prive di CO₂. Per prevenire l’allungamento degli internodi, quindi, bisognerà assicurare che i livelli di ossigeno e biossido di carbonio siano ottimali in acqua. Questo preverrà l’accumulo dell’etilene, e quindi l’allungamento degli internodi.

Valori PAR più elevati (ovvero: tanta luce diminuisce l’allungamento degli internodi)

Gli internodi saranno più corti in vasche in cui i valori di PAR, ovvero di luce utile alla fotosintesi, sono più elevati. Alcune piante a stelo inizieranno a produrre steli accessori o a strisciare sul fondo in presenza di molta luce.

Le piante posizionate in spazi aperti in vasca ricevono una quantità di luce significativamente più elevata rispetto a piante messe dietro arredi o altre piante più alte che possono oscurare parzialmente le aree circostanti. Al contrario, poca luce causerà l’allungamento degli internodi.

La luce blu diminuisce l’allungamento degli internodi?

In che misura possiamo trasferire quello che sappiamo delle piante terrestri alle piante acquatiche?

Nelle piante terrestri, la luce blu sopprime la produzione di una classe di ormoni vegetali, le auxine, che comporta la riduzione dell’allungamento degli internodi, come possiamo vedere nell’esperimento che andremo a seguire:

Le piantine di soia e ravanello cresciute sotto livelli più alti di luce blu mostrano internodi significativamente più corti e crescita più compatta (Figura 4), mentre le piante di ravanello cresciute sotto maggiori quantità di luce verde aumentano la quantità di riserve energetiche nelle radici (Figura 5).

Nonostante l’esperimento sia molto interessante, comunque, le piante acquatiche non hanno una risposta comparabile alla luce blu in termini di elongazione dello stelo, dato che la risposta alla sommersione che abbiamo trattato nel primo paragrafo “Accesso ad ossigeno e CO2” è molto più importante. A seconda delle specie, lo spettro luminoso può avere un effetto marginale sulla compattezza della crescita. Gli altri fattori come la quantità di luce fotosintetica disponibile e la velocità della crescita hanno un impatto molto più importante sulla distanza tra gli internodi.

Temperatura

Uno dei fattori principali nella determinazione della distanza tra gli internodi è la velocità della crescita della pianta.

Piante più rapide tendono ad avere internodi più lunghi di piante che crescono più lentamente. La temperatura è un altro fattore significativo che determina il metabolismo della pianta: acquari più freddi rallentano il metabolismo della pianta e producono piante più compatte.

Quantità inferiori di nutrienti

Parametri di crescita più lenti, e quindi gradi di crescita inferiori, inclusi una addizione inferiore di CO₂ e nutrienti, danno come risultato una crescita più compatta. Ironicamente, una diminuzione della CO₂  può causare l’allungamento degli steli, mentre alti livelli possono promuovere i tassi di crescita in maniera significante, e questo porta ad una crescita meno compatta.

La combinazione di molta luce, temperature più basse (22-23 °C), minori quantità di nutrienti e disponibilità di un po’ di CO₂ a livelli non elevati( tra i 10 e i 20 ppm) produrranno una crescita più compatta possibile.