Pianta acquatica

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Nymphaea rubra, una idrofita con foglie galleggianti
Sezione trasversale di una foglia di una pianta acquatica al microscopio

Le piante acquatiche, chiamate anche idrofite, sono piante il cui fabbisogno idrico è massimo e che si sono adattate a vivere sommerse o galleggianti nell'acqua. Con il termine piante acquatiche si indicano abitualmente piante vascolari, sia angiosperme sia felci. Le alghe, organismi privi di veri e propri tessuti di conduzione, non vengono per convenzione considerate in questa categoria[1][2].

A causa dell'ambiente particolare che hanno colonizzato queste piante mostrano un'importante serie di adattamenti[3][4]:

  • una cuticola molto sottile o assente
  • stomi con le cellule di guardia per lo più inattive, che restano aperti
  • la mancanza di ampie zone di tessuti di sostegno in quanto la spinta idrostatica dell'acqua le sostiene
  • radici specializzate nella cattura di ossigeno
  • radici assorbenti piccole e poco attive
  • tessuti aeriferi con funzione di galleggiamento

Le piante acquatiche si riproducono alquanto facilmente, anche da piccole porzioni di esse; molte loro specie sono considerate invasive in molte parti del mondo[5].

Descrizione

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Tipologie[6]
Tipo Immagine
Ninfee
Nuphar
Ninfee tropicali (come la Nymphaea Caerulea)[7]
Ninfee tropicali giganti (come la Nymphaea Victoria e la Euryale Ferox)[8]
Euryale Ferox
Euryale Ferox
Fiori di loto
Piante palustri (come la Proserpinaca palustris)
Piante per terreno umido (come la Gunnera manicata)[9][10]
Piante ossigenanti o sommerse (come la Elodea canadensis)[11][12]

Distribuzione

Il principale fattore che controlla la distribuzione delle piante acquatiche è la disponibilità di acqua. Tuttavia, altri fattori possono anche controllare la loro distribuzione, tra cui la disponibilità di nutrienti, il disturbo delle onde, il pascolo e la salinità[13]. Alcune piante acquatiche, in particolare le macroalghe, sono in grado di prosperare in acqua salata[14].

Evoluzione

Le piante acquatiche si sono adattate a vivere in acqua dolce o salata. Le piante vascolari acquatiche hanno avuto origine in più occasioni in diverse famiglie vegetali; possono essere felci o angiosperme (comprese sia le monocotiledoni che le dicotiledoni). Le uniche angiosperme in grado di crescere completamente immerse nell'acqua di mare sono le fanerogame marine[14][15][16].

Riproduzione

Sebbene la maggior parte delle angiosperme acquatiche possa riprodursi fiorendo e deponendo semi, molte si sono anche evolute per avere un'estesa riproduzione asessuata per mezzo di rizomi, turioni e frammenti in generale[17].

Fotosintesi

Le piante acquatiche sommerse hanno un accesso più limitato all'anidride carbonica rispetto alle piante terrestri. Potrebbero anche riscontrare ridotti livelli di luce[18].

Morfologia

Le piante acquatiche completamente sommerse hanno poco bisogno di un tessuto rigido o legnoso (di cui invece necessitano molte piante terrestri) poiché sono in grado di mantenere la loro posizione nell'acqua usando la galleggiabilità tipicamente da lacune riempite di gas o da cellule turgide di Aerenchima[19]. Quando vengono rimosse dall'acqua, tali piante sono tipicamente flosce e perdono rapidamente il turgore[20].

Molte piante completamente sommerse hanno foglie finemente sezionate, probabilmente per ridurre la resistenza nei fiumi e per fornire una superficie molto maggiore per lo scambio di minerali e gas[19].

Galleggiabilità

A causa del loro ambiente naturale, le piante acquatiche sperimentano un galleggiamento che ne contrasta il peso. Per questo motivo, la loro copertura cellulare è molto più flessibile e morbida, a causa della mancanza di pressione che subiscono le piante terrestri[21]. Le alghe verdi sono anche note per avere pareti cellulari estremamente sottili a causa del loro ambiente acquatico e la ricerca ha dimostrato che le alghe verdi sono l'antenato più vicino alle piante viventi terrestri e acquatiche[22].

Piante terrestri in ambienti acquatici

Le piante terrestri possono subire cambiamenti fisiologici se sommerse a causa di inondazioni assumendo caratteristiche tipiche delle piante acquatiche. Questa è considerata una forma di plasticità fenotipica in quanto la pianta, una volta sommersa, sperimenta cambiamenti nella morfologia più adatti al loro nuovo ambiente acquatico[23].

Funzioni delle macrofite nei sistemi acquatici

Le macrofite svolgono molte funzioni ecosistemiche negli ecosistemi acquatici e forniscono servizi alla società umana. Una delle funzioni importanti svolte dalle macrofite è l'assorbimento dei nutrienti disciolti (N e P) dall'acqua[24]. Le macrofite sono ampiamente utilizzate nelle zone umide in tutto il mondo per rimuovere l'eccesso di N e P dall'acqua inquinata[25].

Usi e importanza per l'uomo

Colture alimentari

Alcune piante acquatiche sono utilizzate dall'uomo come fonte di cibo. Gli esempi includono il riso selvatico (Zizania), la Trapa natans, la Eleocharis dulcis, il loto indiano (Nelumbo nucifera), le spinaci d'acqua (Ipomoea aquatica) e la Rorippa nasturtium-aquaticum[26][27][28][29][30][31][32].

Bio-valutazione

Un declino in una comunità di macrofite può indicare problemi di qualità dell'acqua e cambiamenti nello stato ecologico del corpo idrico. Tali problemi possono essere il risultato di eccessiva torbidità, erbicidi o salinizzazione. Al contrario, livelli di nutrienti troppo elevati possono creare una sovrabbondanza di macrofite, che a loro volta possono interferire con il corretto sviluppo dell'habitat[33].

Potenziali fonti di agenti terapeutici

Ricerche fitochimiche e farmacologiche suggeriscono che le macrofite d'acqua dolce (Centella asiatica, Nelumbo nucifera, Nasturtium officinale, Ipomoea aquatica e Ludwigia adscendens), sono promettenti fonti di prodotti naturali antitumorali e antiossidanti[34].

Gli estratti di acqua calda dello stelo e della radice di Ludwigia adscendens, così come quelli del frutto, delle foglie e dello stelo della Monochoria hastata hanno attività inibitoria della lipossigenasi. L'estratto di acqua calda preparato dalla foglia di Ludwigia adscendens mostra un'attività inibitoria dell'alfa-glucosidasi più potente di quella dell'acarbosio[35].

Trattamento delle acque reflue

Le macrofite hanno un ruolo essenziale in alcune forme di trattamento delle acque reflue, più comunemente quelle su piccola scala[36].

Piante acquatiche invasive

L'introduzione di piante acquatiche non autoctone ha portato a numerosi esempi in tutto il mondo in cui tali piante sono diventate invasive e spesso dominano gli ambienti in cui sono state introdotte[5]. Tali specie includono il giacinto d'acqua, che è invasivo in molte località tropicali e subtropicali, tra cui gran parte degli Stati Uniti meridionali, molti paesi asiatici e l'Australia. La Crassula helmsii è una pianta altamente invasiva nei climi temperati che si estende da una pianta marginale fino a comprendere l'intero corpo di molti stagni fino all'esclusione quasi totale di altre piante e della fauna selvatica[37].

Altre specie di piante invasive degne di nota includono la Hydrocotyle ranunculoides, la Lagarosiphon major, l'Azolla filiculoides e la Myriophyllum aquaticum. Molte di queste piante invasive sono state vendute come piante ossigenanti per acquari o piante decorative per laghetti da giardino[37][38][39].

Galleria d'immagini

  • Gemma di Nelumbo nucifera
    Gemma di Nelumbo nucifera
  • Ceratophyllum submersum, una pianta galleggiante che cresce completamente sommersa
    Ceratophyllum submersum, una pianta galleggiante che cresce completamente sommersa
  • L'Eriocaulon aquaticum cresce immerso nell'acqua.
    L'Eriocaulon aquaticum cresce immerso nell'acqua.
  • Pistia stratiotes, esempio di neuston, pianta che galleggia liberamente sulla superficie dell'acqua
    Pistia stratiotes, esempio di neuston, pianta che galleggia liberamente sulla superficie dell'acqua

Note

  1. ^ Macrophytes as Indicators of freshwater marshes in Florida (PDF), su water.epa.gov. URL consultato il 5 aprile 2014 (archiviato dall'url originale il 7 aprile 2014).
  2. ^ Patricia A. Chambers, Light and Nutrients in the Control of Aquatic Plant Community Structure. II. In Situ Observations, in The Journal of Ecology, vol. 75, n. 3, settembre 1987, pp. 621-628, DOI:10.2307/2260194, JSTOR 2260194.
  3. ^ Daniela Bazzani, Il giardino delle Naiadi: LE STRATEGIE DI SOPRAVVIVENZA NELL'AMBIENTE ACQUATICO, su Il giardino delle Naiadi, 31 marzo 2014. URL consultato il 23 aprile 2022.
  4. ^ L'adattamento delle piante acquatiche, su Consigli Giardinieri. URL consultato il 23 aprile 2022.
  5. ^ a b A HUSSNER, Alien aquatic plant species in European countries, in Weed Research, vol. 52, n. 4, 7 giugno 2012, pp. 297-306, DOI:10.1111/j.1365-3180.2012.00926.x, ISSN 0043-1737 (WC · ACNP).
  6. ^ Tipi di piante acquatiche, su Piante Acquatiche Vivaio. URL consultato il 23 aprile 2022.
  7. ^ GIARDINI, su giardini.biz. URL consultato il 23 aprile 2022.
  8. ^ Le ninfee giganti, su IvanBerdini.it, 1º agosto 2015. URL consultato il 23 aprile 2022.
  9. ^ Nando Gravino, Giardini umidi, una lista di piante che si adattano all'umidità, su Casa Live, 26 giugno 2019. URL consultato il 23 aprile 2022.
  10. ^ Piante per terreno umido, su Arborea Farm S.S. Soc. Agr. URL consultato il 23 aprile 2022.
  11. ^ Piante sommerse - Piante Acquatiche, su giardinaggio.net. URL consultato il 23 aprile 2022.
  12. ^ Piante acquatiche sommerse - Ossigenanti |Tropika - Plants collection, su Tropika.it. URL consultato il 23 aprile 2022.
  13. ^ Keddy, P.A. 2010. Wetland Ecology: Principles and Conservation (2nd edition). Cambridge University Press, Cambridge, UK. 497 p.
  14. ^ a b Sculthorpe, C. D. 1967. The Biology of Aquatic Vascular Plants. Reprinted 1985 Edward Arnold, by London.
  15. ^ Tomlinson, P. B. 1986. The Botany of Mangroves. Cambridge, UK: Cambridge University Press.
  16. ^ Alismatales, su Angiosperm Phylogeny Website, Missouri Botanical Garden. URL consultato il 1º marzo 2018 (archiviato dall'url originale il 29 gennaio 2018).
  17. ^ Hutchinson, G. E. 1975. A Treatise on Limnology, Vol. 3, Limnological Botany. New York: John Wiley.
  18. ^ (EN) Ole Pedersen, Timothy David Colmer e Kaj Sand-Jensen, Underwater Photosynthesis of Submerged Plants – Recent Advances and Methods, in Frontiers in Plant Science, vol. 4, 2013, p. 140, DOI:10.3389/fpls.2013.00140, ISSN 1664-462X (WC · ACNP), PMC 3659369, PMID 23734154.
  19. ^ a b Morphological, Physiological and Anatomical Adaptations in Plants, su countrysideinfo.co.uk, Aligarh Muslim University. URL consultato l'8 febbraio 2022.
  20. ^ Plant Adaptations to Aquatic Life, su countrysideinfo.co.uk, The Offwell Woodland & Wildlife Trust. URL consultato l'8 febbraio 2022.
  21. ^ (EN) Kazuo Okuda, Structure and phylogeny of cell coverings, in Journal of Plant Research, vol. 115, n. 4, 1º agosto 2002, pp. 283-288, DOI:10.1007/s10265-002-0034-x, ISSN 1618-0860 (WC · ACNP), PMID 12582732.
  22. ^ (EN) Purbasha Sarkar, Elena Bosneaga e Manfred Auer, Plant cell walls throughout evolution: towards a molecular understanding of their design principles, in Journal of Experimental Botany, vol. 60, n. 13, 1º settembre 2009, pp. 3615-3635, DOI:10.1093/jxb/erp245, ISSN 0022-0957 (WC · ACNP), PMID 19687127. URL consultato il 6 giugno 2020 (archiviato dall'url originale il 6 giugno 2020).
  23. ^ (EN) Liesje Mommer, Mieke Wolters‐Arts, Charlotte Andersen, Eric J. W. Visser e Ole Pedersen, Submergence-induced leaf acclimation in terrestrial species varying in flooding tolerance, in New Phytologist, vol. 176, n. 2, 2007, pp. 337-345, DOI:10.1111/j.1469-8137.2007.02166.x, ISSN 1469-8137 (WC · ACNP), PMID 17888115.
  24. ^ Do macrophytes play a role in constructed treatment wetlands?, in Water Science and Technology, vol. 35, n. 5, 1997, DOI:10.1016/s0273-1223(97)00047-4, ISSN 0273-1223 (WC · ACNP).
  25. ^ Jan Vymazal, Emergent plants used in free water surface constructed wetlands: A review, in Ecological Engineering, vol. 61, 2013, pp. 582-592, DOI:10.1016/j.ecoleng.2013.06.023.
  26. ^ Le proprietà del riso selvatico, su bioimis.it. URL consultato il 23 aprile 2022.
  27. ^ Riso selvatico, su leggo.it, 30 giugno 2017. URL consultato il 23 aprile 2022.
  28. ^ Trapa natans - Castagna d'acqua, su Casa e Giardino, 27 marzo 2020. URL consultato il 23 aprile 2022.
  29. ^ Cucina cinese: Tutto sulle castagne d'acqua, su it.hiloved.com. URL consultato il 23 aprile 2022.
  30. ^ Radice di loto: proprietà, su Tuttogreen, 25 aprile 2019. URL consultato il 23 aprile 2022.
  31. ^ Gli spinaci: le proprietà benefiche e i consigli per il consumo, su Giornale del cibo, 13 febbraio 2019. URL consultato il 23 aprile 2022.
  32. ^ Crescione, su Alimentipedia.it, 27 aprile 2012. URL consultato il 23 aprile 2022.
  33. ^ Macrophytes as Indicators of freshwater marshes in Florida (PDF), su water.epa.gov. URL consultato il 5 aprile 2014 (archiviato dall'url originale il 7 aprile 2014).
  34. ^ Chai TT, Ooh KF, Quah Y, Wong FC (2015) Edible freshwater macrophytes: a source of anticancer and antioxidative natural products—a mini-review (archiviato dall'url originale il 21 giugno 2018).. Phytochemistry Reviews 14(3): 443–457
  35. ^ Ooh KF, Ong HC, Wong FC, Sit NW, Chai TT (2014) High performance liquid chromatography profiling of health-promoting phytochemicals and evaluation of antioxidant, anti-lipoxygenase, iron chelating and anti-glucosidase activities of wetland macrophytes (archiviato dall'url originale il 18 gennaio 2021).. Pharmacognosy Magazine 10(39): 443-455.
  36. ^ Hans Brix, Functions of Macrophytes in Constructed Wetlands, in Water Science and Technology, vol. 29, n. 4, 1º febbraio 1994, pp. 71-78, DOI:10.2166/wst.1994.0160, ISSN 0273-1223 (WC · ACNP).
  37. ^ a b Invasive non-native aquatic plants, su nidirect.gov.uk, Northern Ireland Direct Government Services. URL consultato il 6 febbraio 2022.
  38. ^ Invasive Pennywort plant 'strangling' River Thames, su bbc.co.uk, BBC, 27 marzo 2018.
  39. ^ Parrot's -feather, su plantlife.org.uk, Plant Life. URL consultato il 6 febbraio 2022 (archiviato dall'url originale il 15 febbraio 2021).

Bibliografia

  • Cook, C.D.K. (ed). 1974. Water Plants of the World. Dr W Junk Publishers, The Hague. ISBN 90-6193-024-3

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