Le foglie delle piante sono il sito principale di fotosintesi. La loro superficie piana massimizza la superficie esposta alla luce solare. Conservano anche cibo e acqua e funzionano nel trasporto: la perdita di vapore acqueo dalla pianta all'atmosfera.
Le cellule fogliari, la struttura delle foglie e la forma delle foglie variano a seconda del clima, della disponibilità di luce, dell'umidità e della temperatura.
Struttura fogliare – Tessuti fogliari
UN sezione trasversale della foglia rivela uno strato di cuticola e cellule fogliari epidermiche sul lato inferiore e sulla superficie superiore. Le cellule epidermiche secernono una sostanza cerosa nota come cuticola che aiuta nella protezione e impedisce all'acqua di evaporare. La sua epidermide dona alla foglia struttura, sostegno e protezione. Le cellule stomatiche specializzate funzionano come custodi del cancello, consentendo all'anidride carbonica di entrare e all'ossigeno di fuoriuscire. Sono stratificati appena sopra l'epidermide sul lato inferiore delle foglie. Le cellule contenenti cloroplasti costituiscono lo strato centrale del mesofillo. Alcune cellule del mesofillo contengono fino a 50 cloroplasti.
Cellule fogliari e fotosintesi
Le piante producono il proprio cibo attraverso le reazioni chimiche della fotosintesi nelle foglie. La clorofilla, il pigmento verde, si trova negli organelli cellulari – i cloroplasti – che risiedono nelle cellule vegetali. La maggior parte dei cloroplasti di una pianta si troverà nelle foglie poiché questo è il luogo principale in cui avviene la fotosintesi.
La fotosintesi ha due fasi: la reazione alla luce e la reazione al buio.
Il processo di luce del giorno converte l'energia solare in energia chimica e la immagazzina sotto forma di zuccheri. I requisiti sono luce, anidride carbonica e acqua. La reazione produce ossigeno e zucchero. La fase oscura si verifica di notte e sfrutta l'energia prodotta durante il giorno per convertire l'anidride carbonica in zucchero.
Stomi
I pori chiamati stomi sul lato inferiore della foglia sono formati da una coppia di cellule di guardia che regolano la dimensione delle aperture durante lo scambio di gas. Le celle di guardia sono generalmente aperte durante il giorno e chiuse di notte.
L'aria contenente anidride carbonica e talvolta acqua entra attraverso uno stoma. Una volta che l'anidride carbonica e l'acqua sono all'interno delle cellule fogliari, le cellule del mesofillo lo utilizzano per eseguire la fotosintesi e la respirazione. La fotosintesi produce ossigeno che esce dalla foglia attraverso gli stomi e il vapore acqueo viene rilasciato nell'atmosfera attraverso questi pori nel ciclo di traspirazione.
Gli stomi possono anche essere usati per immagazzinare regolarmente l'acqua nelle cellule fogliari e nelle piante in generale. Lasciare gli stomi aperti potrebbe far fuoriuscire troppa acqua, il che può portare alla secchezza e alla morte della pianta. Mantenere gli stomi chiusi a determinate temperature/con un basso livello di umidità può mantenere la pianta adeguatamente idratata.
Lo scambio di gas
La respirazione è la principale forma di scambio di gas negli organismi viventi. A livello cellulare, la diffusione è il movimento di molecole da una regione di maggiore concentrazione ad una con una minore concentrazione di molecole fino al raggiungimento dell'equilibrio.
Le piante respirano quando assorbono anidride carbonica e rilasciano ossigeno attraverso gli stomi delle foglie. Durante la traspirazione, le foglie rilasciano allo stesso modo vapore acqueo. Il numero di stomi presenti sulle foglie varia a seconda della temperatura, dell'umidità e dell'intensità della luce.
Tipi di foglie
Non tutte le foglie hanno lo stesso aspetto, specialmente tra gimnosperme e angiosperme. Le gimnosperme sono piante portatrici di coni mentre le angiosperme sono piante da fiore/fruttuoso.
Le gimnosperme sono note per avere foglie aghiformi come gli aghi di pino, per esempio. Le angiosperme, invece, hanno foglie piatte e venate, come ad esempio una foglia d'acero.
Dove sono simili è con tutti i componenti che abbiamo esaminato in precedenza. Tutte le foglie, indipendentemente dalla forma o dal tipo, aiuteranno la pianta a compiere la fotosintesi, generare energia e partecipare allo scambio di gas.