Le piante sono tra gli organismi più antichi del pianeta e anche se le forme esistenti ai giorni d’oggi sono relativamente recenti, discendono tutte da antichi progenitori vissuti nelle epoche passate.

Partiamo col fare chiarezza su alcuni punti: siete sicuri di sapere cos’è una pianta? Ovviamente si, nel senso che sareste in grado di distinguere una pianta da un animale, ma se la domanda diventasse più specifica e vi chiedesse di definire cosa rende una pianta tale? Potreste avere qualche difficoltà e lo capisco, quindi prima di tutto sgombriamo il campo da falsi miti e fissiamo alcuni concetti importanti.

Oltre a dire, molto banalmente, che le piante sono verdi, fatte di legno, foglie e che vivono nei nostri giardini, una prima valida risposta alla domanda “cos’è che rende tale una pianta?” potrebbe essere per esempio che le piante sono quegli organismi che svolgono la fotosintesi clorofilliana. Effettivamente la fotosintesi clorofilliana è una delle caratteristiche necessarie per entrare a fare parte del regno delle piante, tuttavia non è sufficiente come prerogativa, infatti troviamo altri organismi fotosintetici che non vengono racchiusi del regno delle piante, come i cianobatteri, anche detti alghe azzurre, i più antichi antenati conosciuti delle piante.

Questi organismi estranei alle piante si pensa che siano i principali artefici dell’innalzamento della percentuale di ossigeno nell’ecosistema della Terra primordiale. I cianobatteri sono quindi i responsabili della produzione della sostanza di cui tutti gli animali hanno costantemente bisogno. La fotosintesi clorofilliana è quindi fondamentale per i nostri ecosistemi, è un processo presente in tutte le piante esistenti ma non ne costituisce come visto una peculiarità. Ma a cosa serve? Non certo a creare ossigeno per noi, l’altruismo è un comportamento praticamente assente in natura.

La fotosintesi clorofilliana è un processo che molti organismi sfruttano per crearsi le fonti di energia da cui dipende l’attività delle cellule che li compongono. In realtà si tratta di un processo molto complesso che passa attraverso diversi composti chimici intermedi che costituiscono i singoli gradini che formano la scala che porta alla formazione della molecola di glucosio, la quale, in tutti gli organismi viventi, rappresenta la porta di accesso all’energia metabolica. Ma gli organismi fotosintetici da dove prendono la materia e l’energia per creare una molecola di glucosio?

La formula della fotosintesi recita così: 6CO₂ + 6H₂O + luce → C₆H₁₂O₆ + 6O₂. Come si può notare tra i reagenti compaiono l’anidride carbonica e l’acqua, che con i loro atomi andranno a formare la molecola di glucosio, e la luce, la cui energia andrà immagazzinata in tale molecola per essere poi liberata con la digestione del glucosio quando necessario. Nonostante si parli di un processo che riguarda una manciata di atomi e una irrisoria quantità di energia per ogni molecola creata, la fotosintesi è in processo fondamentale per l’esistenza, non solo degli organismi che la praticano, ma anche di tutti gli altri presenti sul pianeta. Se ancora non vi ho convinto cercherò di farlo mostrandovi dei dati.

La fotosintesi clorofilliana è il processo di produzione primario di composti organici, a partire da sostanze inorganiche, la cui percentuale rispetto a quelle organiche è nettamente dominante sulla Terra. Inoltre la fotosintesi è l’unico processo biologico sufficientemente diffuso da raccogliere l’energia solare in maniera apprezzabile, da cui, come visto, dipende la vita sulla Terra. La quantità di energia solare catturata dalla fotosintesi è inimmaginabile, dell’ordine dei centomila miliardi di watt, ovvero circa sei volte quanto consuma attualmente la civiltà umana. Oltre che dell’energia, la fotosintesi è anche la fonte della vera e propria materia e dei composti organici di cui sono fatti gli organismi viventi, poiché le piante la sfruttano per crescere, fungono da sostentamento per gli animali vegetariani, che a loro volta sono prede dei carnivori, in poche parole la fotosintesi ci sfama tutti, direttamente o non. Possiamo dire che, a conti fatti, la fotosintesi trasforma decine di migliaia di miliardi di tonnellate di carbonio atmosferico in biomassa ogni anno.

Ritornando però alla questione iniziale, se non è la fotosintesi che identifica in maniera inequivocabile una pianta, allora cosa può farlo? Scendendo a livello cellulare potremo trovare la nostra risposta…

Ciò che ha escluso organismi come i cianobatteri è la tipologia delle loro cellule e i rapporti che ci sono fra di esse, infatti per “essere pianta” è innanzitutto fondamentale avere un’organizzazione pluricellulare, con cellule che formano tessuti e strutture ben distinte le une dalle altre nell’organismo completo. Ciò rende le piante appartenenti ai cosiddetti “organismi superiori” ed esclude così tutti i batteri, archebatteri e funghi rimandandoli nel regno dei Protisti, seppur fotosintetici. In secondo luogo è necessario che la cellula della pianta abbia una struttura ben definita, infatti le cellule vegetali possiedono una parete cellulare fatta di cellulosa, una membrana nucleare, che isola nettamente il nucleo, e organelli citoplasmatici, detti cloroplasti, che sono le sedi attive in cui si svolge la fotosintesi. Nonostante le ultime due caratteristiche siano spesso condivise con organismi che non vengono annoverati fra le piante, la parete cellulare di cellulosa è unica di queste ultime.

La straordinarietà delle piante ha fatto si che si diffondessero in tutto il mondo e con grande rapidità, pensandoci però la domanda può sorgere spontanea… Come è possibile che un’organismo apparentemente inerte possa avere cosi tanto successo in un ambiente? Il termine “apparentemente” non è stato usato a caso, infatti le piante non sono per niente inerti, come tutti gli esseri viventi sono sensibili a stimoli provocati da molecole perché le loro cellule sono dotate di recettori di tali sostanze sulle loro membrane che usano, per esempio, per ricevere informazioni dall’ambiente. Se le cellule delle radici captano la presenza di sostanze di cui le piante si nutrono (come azoto e fosforo), la crescita delle radici si concentra verso la direzione di provenienza degli elementi. Le piante pur non avendo occhi non sono cieche, infatti percepiscono la luce grazie a molecole presenti sulle foglie, detti fitocromi, che agiscono da recettori, la crescita del fusto delle piante comincia quindi a dirigersi verso la sorgente luminosa.

Diverse specie di piante sono in grado di rilevare l’umidità del terreno, la gravità, la anidride carbonica o altri composti chimici. Le piante sono organismi sociali in grado di collaborare, infatti sono in grado di modulare l’emissione di alcune molecole in caso di predazione come ad esempio l’artemisia, che se ferita, emette dei composti chimici che mettono in allarme le piante vicine. Altre piante come quella del tabacco, se attaccati da insetti parassiti, secernono molecole nell’aria che attirano altri insetti predatori degli stessi parassiti che le infestano. Come difesa attiva sono in grado di usare centinaia di molecole, quali l’acido salicilico che rendono la pianta poco appetibile o altre sostanze che la rendono addirittura velenosa.

Contrariamente a quanto pensa l’immaginario collettivo delle persone le piante sono anche in grado di reagire in breve tempo ad uno stimolo meccanico rapido talvolta impercettibile. Le piante carnivore hanno questa capacità. Questa ristretta cerchia di piante ha puntato su un metodo alternativo di nutrimento, passando dalla creazione di quest’ultimo per fotosintesi ad un vero e proprio comportamento predatorio, questo per permettersi di poter vivere in ambienti ombreggiati da piante più alte e dove i raggi solari non arrivano con sufficiente intensità come le foreste pluviali.

Come ultima curiosità sul vasto e variegato mondo vegetale, risponderemo ad una domanda tanto banale quanto ignorata: “perché le piante sono verdi?”. Ridendo e scherzando sono sicuro che in pochi ci hanno davvero mai pensato, effettivamente è proprio strano, osservando il mondo animale possiamo trovare una varietà di colori incredibile dove non manca davvero nessuna tonalità. Come mai questa variabilità notevole non è presente anche tra le fila delle piante, le quali invece preferiscono vestirsi esclusivamente di verde, è una domanda molto interessante e sensata.

Per ora lasciamo stare la questione dei fiori, i quali sono effettivamente colorati, ma costituiscono solo una minima percentuale del fogliame di una pianta, concentriamoci sulla chioma in generale e cerchiamo di rispondere alla domanda. Per poterlo fare però abbiamo bisogno di andare molto indietro nel tempo, vi ricordate quando abbiamo citato per la prima volta i cianobatteri? Li abbiamo presentati come i più antichi antenati delle piante ma al loro tempo non erano gli unici organismi fotosintetici, infatti al tempo la fotosintesi era fondamentale per la sopravvivenza del singolo poiché il mondo era povero di sostanze di cui nutrirsi direttamente, le quali andavano prima create.

A questo punto ho bisogno di introdurre due concetti: il primo riguarda l’assorbimento della luce da parte degli oggetti ed il secondo la nostra percezione dei colori. Per quanto riguarda l’assorbimento della luce, ogni oggetto assorbe parte della luce che gli incide sopra, in particolare alcune lunghezza d’onda, mentre ne riflette la rimanente parte, le lunghezze d’onda che vanno a formare la luce riflessa vanno a stabilire di che colore noi vediamo gli oggetti, per capire il secondo concetto facciamo subito un esempio: immaginiamo di osservare un oggetto di colore giallo, possiamo dire che tutte le lunghezze d’onda che compongono la luce che va a colpire quell’oggetto vengono assorbite dall’oggetto stesso, eccezion fatta per le lunghezze d’onda caratteristiche del colore giallo, che vengono riflesse e raggiungono gli occhi di chi osserva l’oggetto facendolo apparire giallo.

I principali competitori dei cianobatteri erano gli archebatteri, anch’essi già citati, i quali però vivevano nei mari a profondità inferiori ai cianobatteri, “rubando” parte dell’energia luminosa diretta verso il mare. Dovendo assorbire una determinata tipologia di luce per poterla convertire in glucosio, e avendo a disposizione tutte le lunghezze d’onda possibili, gli archebatteri si evolvettero per assorbire le lunghezze d’onda corrispondenti in particolare al colore verde e limitrofi, poiché queste erano le lunghezze d’onda portatrici della maggior parte dell’energia. Evolvendosi per assorbire il verde gli archebatteri dovevano per forza riflettere tutti gli altri colori, apparendo così colorati dagli stessi.

I cianobatteri vedendosi privati delle lunghezze d’onda corrispondenti al verde si dovettero evolvere per assorbire le altre lunghezze d’onda, riflettendo l’unica non disponibile, quella verde, apparendo quindi di quel colore, tendente all’azzurro/verde acqua. Con il passare dei milioni di anni, non è noto come, i cianobatteri vinsero la lotta per la sopravvivenza, colonizzarono le terre emerse e originando le odierne piante, le quali, come lascito dei loro antenati marini, conservarono la loro affinità per tutte quelle lunghezze d’onda della luce che sono tutt’ora in grado di assorbire, tutte tranne quella verde, l’unica che riflettono e quindi l’unica che colora le loro chiome.

Spero che tu abbia trovato interessante questo articolo! A presto!