Il suolo e la sua importanza

Sull’importanza del suolo per la vita già si sapeva tanto. Qualche mese fa un poderoso articolo di George Monbiot, zoologo, giornalista ed ambientalista britannico ha confermato ed aumentato l’importanza di questo ecosistema per tutti i viventi. L’articolo è stato pubblicato sul The Guardian, un quotidiano britannico fondato nel 1821 a Manchester, in origine col nome di The Manchester Guardian. Ma dal 1960 la sua sede è a Londra ed è stampato in entrambe le città.

Recentemente Monbiot sullo stesso argomento ha pubblicato anche il libro “Il futuro è sottoterra”, uscito in Italia lo scorso 11 ottobre per Mondadori.

Nelle sue analisi microscopiche, l’autore ha scoperto ed evidenziato che in un grammo di suolo delle medie latitudini si possono trovare circa un chilometro di filamenti fungini (ife) per non parlare di migliaia di acari, batteri e un numero non quantificato di virus, probabilmente milioni. Il suolo quindi è qualcosa di molto, molto complesso: si tratta di una struttura biologica creata dalla collaborazione tra esseri viventi ad agenti esogeni per garantire la sopravvivenza di coloro che lo abitano.

Non sapevo poi che le piante rilasciano deliberatamente nel suolo, a seconda delle specie e delle zone, tra l’11 e il 40% di tutti gli zuccheri che producono con la fotosintesi la cui equazione generale è stata più volte proposta in questo blog: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ . Gli zuccheri sono rilasciati nella cosiddetta rizosfera, la zona che circonda le radici, con uno scopo ben preciso: nutrire, mantenere in buono stato e allertare i batteri che vi si trovano e che favoriscono la crescita della pianta. Sono allertati batteri specifici a seconda delle esigenze della pianta. La rizosfera funziona in modo simile all’intestino umano in cui diversi studi statunitensi hanno stimato la presenza di almeno un chilogrammo di batteri che convivono con noi producendo diverse sostanze utili e mantenendoci in un buono stato di salute.

Per chi vuole approfondire c’è il libro dell’autore e l’articolo pubblicato anche in italiano sulla rivista Internazionale del 23 settembre scorso. Sull’argomento suolo: Gli elementi del suolo; Il consumo del suolo; Gestione del suolo.

Festa dell’albero il 21 novembre

     La festa dell’albero si celebrava già quando ero studente io e rappresenta ancora oggi un’occasione importante per creare una sana coscienza ecologica nei giovani e negli adulti. L’evento è nato oltre un secolo fa e mantiene inalterate le sue finalità educative e ambientali, particolarmente importanti quest’anno, caratterizzato da un numero elevatissimo di incendi boschivi che hanno devastato vaste zone del Pianeta, ne sono un esempio quelli dell’ultimo mese che si sono diffusi per i boschi del Piemonte.

     In un recente articolo di Piemonte Parchi, Alberi e foreste, patrimonio dell’umanità di Loredana Matonti, si segnalano la situazione delle foreste del pianeta, il ruolo dell’albero, la conservazione del Siti Natura 2000 e altri aspetti a carattere ambientale degli alberi.

     Sullo stesso argomento si possono leggere alcune schede sugli alberi proposte in questo blog, oppure alcuni post precedenti: Piante, alberi e arbusti; Alberi monumentali d’Italia; Giornata nazionale dell’albero 2011. Breve video: Festa dell’albero 2016 del liceo Severi di Salerno.

     Per chi volesse approfondire, propongo alcuni testi: “Plant revolution” di Stefano Mancuso, edizioni Giunti; “La vita segreta delle piante” di P. Tompkins e C. Bird, il Saggiatore; “Erba volant” di Renato Bruni, Codice edizioni; “La vita segreta degli alberi” di Peter Wohlleben, gruppo Macro.

Segnalo, ancora una volta, l’equazione chimica generale relativa alle più importanti reazioni chimiche del pianeta: quelle della fotosintesi clorofilliana:

6CO₂ + 6H₂O (in presenza di luce e clorofilla) – – > C₆H₁₂O₆ + 6O₂  che, attraverso un insieme di reazioni intermedie, trasforma l’energia luminosa in energia chimica immagazzinata nelle molecole di glucosio dei prodotti.

     Da tre anni, collegati alla Festa dell’albero, in Italia vengono indetti gli Stati Generali del Verde Pubblico, un’occasione per mettere insieme esperienze e competenze diverse per rafforzare la cultura della pianificazione territoriale del verde pubblico e ottenere città sempre più vivibili e meno inquinate.

Il vischio: pianta della fortuna e dell’amore

     Il vischio è una pianta emiparassita, sempreverde ed epifita, abbastanza comune in Europa centrale e occidentale, ma anche in Asia. In questo periodo si usa raccogliere i rami con le bacche bianche, per le decorazioni natalizie. A questa pianta, nei Paesi scandinavi e centro europei, sono associate antiche leggende e tradizioni che la considerano sacra o comunque indicativa di buon augurio. Da queste antiche leggende, in Scandinavia è rimasta l’usanza di salutare il vecchio anno e farsi gli auguri per quello nuovo baciandosi sotto i rami di vischio, simbolo di amore, felicità, tenacia come il succo vischioso delle sue bacche.

     Il nome scientifico è Viscum album, con riferimento al colore biancastro dei suoi frutti, le bacche perlacee e sferiche ricche di polpa “appiccicaticcia”. Vive sui rami di diverse piante: dal pino silvestre alla robinia, dal melo al pero, dall’abete bianco al tiglio e ha l’aspetto di un folto cespuglio sferoidale ben visibile a chi attraversa la Francia o la Germania durante il periodo invernale, quando gli alberi sono spogli e mettono in evidenza queste formazioni globose sempreverdi, ricche di ramificazioni.

     La foto mostra alcuni di questi cespugli di vischio su Robinia pseudacacia, sul versante francese delle Alpi, nella zona di Grenoble. Nell’ingrandimento sono evidenti sia le bacche che le foglie opposte, verdi e carnose.

     La disseminazione avviene ad opera degli uccelli, soprattutto tordi, ghiotti delle bacche che contengono il seme già parzialmente sviluppato (embrione), verde e pronto a svolgere la fotosintesi e attecchire su qualsiasi substrato, una volta liberato dalla sostanza vischiosa che lo avvolgeva ed eliminato dall’apparato digerente del volatile, se dispone di un po’ di umidità. Quando le condizioni sono favorevoli allo sviluppo, l’embrione non cresce verso la luce (fototropismo) come avviene nella maggioranza delle altre piante, ma curva in direzione opposta (fototropismo negativo) inserendosi sul substrato, in genere un altro ramo, ma può attecchire anche sulla roccia o su tronchi di alberi morti.

     Il vischio è considerato emiparassita perché la pianta ospite generalmente non riceve danno da un solo individuo, che non assorbe la linfa dai rami perché è perfettamente in grado di svolgere la fotosintesi, più volte segnalata in questo blog con l’equazione generale e sintetica 6CO₂ + 6H₂O – – – > C₆H₁₂O₆ + 6O₂, che trasforma l’energia luminosa in energia chimica sfruttabile anche dagli organismi eterotrofi come gli animali. Se i cespugli di vischio sono numerosi allora i danni sono evidenti nel deperimento della pianta e il fenomeno diventa un vero parassitismo, causato dai danni che provocano inserendosi sotto la corteccia e dalla competizione per “catturare” la luce durante i periodi primaverile ed estivo.

     Il contenuto delle bacche, se liberato dall’involucro e messo a contatto con l’acqua, diventa una colla abbastanza tenace, tanto che in alcune regioni europee in passato è stata utilizzata per l’uccellagione. Alcuni rami a cui erano appese gabbie contenenti i “richiami” delle specie cacciate, venivano ricoperti della colla del succo delle bacche di vischio e quando gli altri uccelli, attratti, vi si poggiavano rimanevano “invischiati” e potevano essere catturati.

Per approfondimenti e riferimenti bibliografici europei: Biologia del vischio;

Video: Il vischio (Porcigatone, frazione di Borgo Val di Taro, Parma).

Sull’antica pratica dell’uccellagione, ormai si spera superata, propongo un video-documentario della cineteca di Bologna del lontano 1968.

Gli organuli che forniscono energia alla cellula

Tutti i sistemi, naturali o artificiali, sono caratterizzati da una componente energetica. Consideriamo gli aspetti energetici che riguardano le unità funzionali e strutturali delle forme di vita più evolute: le cellule eucariote.

Gli organuli e le altre strutture cellulari, in base alla funzione che svolgono, possono essere classificati in quattro principali categorie: quelli che sintetizzano e assemblano molecole, quelli che svolgono un ruolo di sostegno meccanico, movimento e comunicazione tra le cellule, quelli che si occupano della demolizione e riciclaggio di materiali e quelli che forniscono energia alla cellula.

Per poter affrontare proficuamente le due unità didattiche successive, rispettivamente sulla respirazione cellulare e sulla fotosintesi clorofilliana, è necessario conoscere almeno a grandi linee gli organuli che forniscono energia alle cellule: i mitocondri (presenti in tutte le cellule) e i cloroplasti (presenti solo nelle cellule vegetali e in alcuni protisti). L’energia è indispensabile alla cellula per poter svolgere tutte le proprie attività. Questi due tipi di organuli possiedono ciascuno uno specifico DNA.

I mitocondri sono responsabili della respirazione cellulare che trasforma l’energia chimica contenuta negli alimenti digeriti in energia chimica immagazzinata nelle molecole di ATP (adenosintrifosfato). I mitocondri sono formati da due membrane, ciascuna composta da un doppio strato fosfolipidico, che delimitano due compartimenti interni: lo spazio intermembrana e la matrice mitocondriale che contiene sia DNA mitocondriale, sia ribosomi ed enzimi. La membrana interna è caratterizzata da numerose creste (una sorta di ripiegamenti) contenenti proteine responsabili della sintesi delle molecole di ATP. Le creste aumentano enormemente la superficie di membrana e ne potenziano la capacità di sintesi. In pratica svolgono un ruolo analogo a quello degli alveoli che aumentano la superficie di scambio nei polmoni e a quello di villi e microvilli intestinali che aumentano la superficie di assorbimento nell’intestino.

Nei mitocondri, si verificano una serie di reazioni chimiche che dovremo approfondire e che per ora possiamo sintetizzare nella seguente equazione:

C₆H₁₂O₆ +6O₂   –> 6CO₂ + 6H₂O + Energia (ATP)

I cloroplasti, invece, nelle cellule vegetali e in alcuni protisti, sono organuli che svolgono la fotosintesi clorofilliana, un processo che converte l’energia della luce solare in energia chimica delle molecole di zuccheri. Anche il cloroplasto è costituito da due membrane, una interna e l’altra esterna e tra le due è presenta uno spazio intermembrana. Oltre la membrana interna esiste un compartimento costituito da un liquido denso: lo stroma, dove si trova il DNA del cloroplasto, numerosi tipi di enzimi e ribosomi. Nello stroma sono presenti un insieme di cisterne discoidali e appiattite, collegate tra di loro da vari tubuli, dette tilacoidi. Questi sono sovrapposti l’uno sull’altro a formare una sorta di “pile” ciascuna delle quali è detta grano. I grani contengono nelle membrane molecole di clorofilla grazie alle quali possono catturare la luce solare che consente la fotosintesi clorofilliana. Per un approfondimento sulla clorofilla e altri pigmenti delle foglie, rivedi il post sui colori delle foglie o controlla il tuo libro di testo, oppure cerca in rete.

Anche nei cloroplasti si verificano un insieme di reazioni chimiche, non ancora tutte ben chiarite dalla scienza, in seguito da analizzare nel dettaglio nel nostro corso di biologia e riassunte nell’equazione inversa della respirazione cellulare:

6CO₂ + 6H₂O –>(luce)–> C₆H₁₂O₆ +6O₂ 

Questo processo è la fonte principale dei materiali organici presenti sul nostro pianeta e permette la suddivisione dei viventi in autotrofi (capaci di elaborare i composti organici necessari alla propria nutrizione, a partire da sostanze inorganiche) ed eterotrofi (per la propria nutrizione utilizzano sostanze organiche prodotte da altri viventi).

L’immagine è tratta da: http://89.97.218.226/web1/metabolismo/energia/metabolismo_8.htm

Video – slides di 2’26”  sul mitocondrio

http://www.youtube.com/watch?v=Up59Mq5PLQ8

I colori delle foglie

 

Secondo alcuni studiosi, i mutamenti climatici influenzano anche i cambiamenti nel colore delle foglie. Secondo altri non esistono certezze neanche su "cosa" determini il cambiamento di colore. Ci sono botanici che, negli USA, con webcam fisse collocate sugli alberi controllano il cambiamento di colore delle foglie nei mesi autunnali. Sembra accertato che le temperature più alte ritardino di alcuni giorni la caduta delle foglie e in generale le condizioni meteorologiche la influenzano. Periodi di siccità possono determinare un precoce ingiallimento e la successiva colorazione marrone e caduta.