L’ESPERIENZA IN BREVE

Dall’osservazione dei peli di foglie e fusti di piante comuni sarà possibile capire alcuni adattamenti che le piante hanno sviluppato in relazione all’ambiente in cui vivono. Si scopriranno peli odorosi che respingono i mangiatori di foglie, uncinati che si aggrappano ai fusti delle piante, fitti e intricati che proteggono dal caldo e limitano la perdita d’acqua, ecc.
Le osservazioni saranno condotte con il supporto di una lente d’ingrandimento o eventualmente approfondite con l’uso di uno stereomicroscopio. Uno stereomicroscopio collegato a un sistema di proiezione può essere una soluzione ottimale per discussioni di gruppo in cui tutti, partecipando della stessa visione, possono prendere parte alle osservazioni degli altri. Il metodo di lavoro è quello di porsi domande sul vantaggio che le piante acquisiscono con queste strutture, costruendo semplici ipotesi sotto la guida dell’insegnante. Le osservazioni saranno supportate da una guida su struttura e funzioni di alcuni peli che si trovano nelle piante degli incolti, dei prati o dei parchi cittadini.
Le vita delle piante dipende da fattori biotici (relazioni con animali e altre piante) e abiotici (temperatura, vento, umidità, ecc.) che saranno discussi partendo da piccoli particolari, i peli. Ci sono peli che hanno l’aspetto di bollicine e se sfiorati si rompono rilasciando nell’aria sostanze odorose… possono attrarre o respingere qualcuno? Gli odori che percepiamo come “gradevoli” lo sono anche per gli animali? I peli hanno tutti la stessa struttura? Quelli “a palloncino” ci sono in tutte le piante? Dalle domande potranno sorgere altre domande che porteranno a riflettere sugli adattamenti delle piante ai diversi ambienti in cui vivono e
sulle relazioni che stabiliscono con altri elementi dell’ambiente naturale.

OBIETTIVI

• Comprendere gli adattamenti delle piante all’ambiente in cui vivono.
• Comprendere l’importanza dei fattori biotici (relazioni con animali e altre piante) e abiotici
  (temperatura, vento, umidità, ecc.).
• Riflettere sulle relazioni che intercorrono tra gli elementi che caratterizzano un ambiente naturale.

MATERIALE OCCORRENTE

 

materiale per l’osservazione	(scegliere in base alla reperibilità e alle preferenze)
sacchetti di plastica	(per la raccolta)
frigorifero	(eventualmente per conservare il materiale raccolto, fino al momento dell’osservazione)
manuale delle piante spontanee	(per il riconoscimento, vedi “manuali consigliati”)
manuale degli alberi arbusti più comuni	(per il riconoscimento, vedi “manuali consigliati”)
8 lenti d’ingrandimento 10x	(per osservazioni di base)
stereomicroscopio	(opzionale, per eventuali osservazioni approfondite)
forbici	(per tagliare porzioni di rami e fusti durante la raccolta e osservazione)
pinzette	(per manipolare parti spinose, che macchiano, ecc.)
matite colorate	(per disegnare alcune strutture osservate)

 

PREPARAZIONE DEI CAMPIONI

Il periodo migliore per raccogliere i campioni da osservare è quello primaverile. Le ore meno calde della giornata sono le più indicate, per evitare l’appassimento. Per osservare bene le foglie occorre prelevare anche fusti o porzioni degli stessi e riporli in contenitori che mantengono l’aria umida e fresca. Vanno bene grossi sacchetti o contenitori in plastica che vanno tenuti ben chiusi. Dopo la raccolta (che va fatta il giorno prima o il giorno stesso dell’osservazione) mettere i contenitori chiusi in frigorifero fino al momento dell’osservazione.
Anche durante l’attività ricordarsi di chiudere i contenitori, quando non utilizzati, perché già dopo un’ora le piante si disidratano.
Il riconoscimento delle piante da raccogliere può essere fatto attraverso i manuali.

GUIDA ALL’OSSERVAZIONE

Di seguito sono riportati esempi di alcune tipologie di peli che in genere si possono trovare su molte piante diverse (non solo quelle discusse in questa guida).
Gli esempi sono divisi in base ai vantaggi che i diversi peli danno alla pianta.

Protezione. I peli di protezione sono formati da cellule morte, ripiene d’aria. Appaiono lucenti perché riflettono la luce, proteggendo così l’epidermide dalle radiazioni solari. Sono presenti nelle piante mediterranee che vivono in ambienti assolati, dove la luce può essere così intensa da danneggiare le foglie.
Questi peli, inoltre, riducono la perdita d’acqua. Nelle ore più calde l’aria intrappolata tra i peli si mantiene ricca di umidità e come conseguenza la diffusione di vapore acqueo dagli stomi della foglia verso l’esterno (traspirazione) è ridotta.
L’acqua, oltre che dagli stomi, può uscire dalle foglie dagli spazi che si trovano tra le cellule. Per ridurre questa perdita le piante che vivono in ambienti aridi o solatii hanno foglie ricoperte da un consistente strato ceroso. Le foglie più giovani e delicate, che non hanno ancora formato la struttura cerosa, si proteggono con un folto rivestimento di peli, che si riduce con la crescita.
I sistemi di protezione dalla perdita d’acqua sono diversi per la pagina superiore e inferiore delle foglie. La pagina superiore è protetta soprattutto da un cuticola che è molto trasparente e consenta alla luce di entrare nella foglia; la pagina inferiore, invece, può presentare un folto rivestimento di peli.

	Peli a “ombrellino” nella pagina inferiore di una foglia di olivo (foto al microscopio a scansione). Sono pluricellulari e hanno la forma di ombrellini un po’ sfrangiati attaccati alla foglia per un corto “manico”. Questi peli costituiscono un’importante adattamento per evitare un eccesso di traspirazione fogliare. Altre piante tipiche del clima mediterraneo presentano lo stesso tipo di peli. Per osservarli bene e in trasparenza usare uno stereomicroscopio o un microscopio ottico.
	Fotografia al microscopio ottico di un pelo di olivo (ingrandito 200 volte). La forma può essere osservata anche attraverso lo stereomicroscopio: occorre raschiare con un oggetto di superficie sottile una piccola porzione biancastra della pagina inferiore della lamina; mettere la parte raschiata su un vetro trasparente e osservare. Per una visione ottimale è necessario utilizzare entrambe le fonti di illuminazione dello strumento.
Pagina inferiore di una foglia di pioppo bianco. Picciolo e lembo fogliare sono completamente ricoperti di peli. Questa pianta vive in prossimità delle sponde dei fiumi e pur avendo a disposizione una buona quantità d’acqua, mantiene ottimale il proprio bilancio idrico sviluppando un fitto groviglio di peli. In genere le piante di ambienti ricchi d’acqua non hanno foglie pelose, in modo da favorire la traspirazione.

 

Peli di protezione si trovano spesso sulle nervature che sporgono sulla pagina inferiore delle foglie.
Formando una barriera, impediscono agli insetti dotati di apparati pungenti e succhiatori di prelevare la linfa dai vasi del floema (es., nel nocciolo, ciliegio, platano, carpino, olmo, ecc.).
Spesso sulle foglie di nocciolo (e di varie altre piante) si trovano gli afidi che sono piccoli insetti che pungono le nervature delle foglie. Per far capire la funzione dei peli di protezione, perché si trovano sulle nervature, sono lunghi e formano spesso grovigli si può far osservare il movimento degli afidi sulle foglie di nocciolo: per raggiungere la parte da pungere devono cercare un varco nel groviglio di peli e non sempre ci riescono. Con un po’ di fortuna sulla pagina inferiore delle foglie si possono trovare le uova, le larve e gli adulti delle coccinelle che si nutrono proprio di afidi (la scelta di fare uova sulle foglie di nocciolo non è casuale). È un occasione per far capire che le relazioni tra le piante e gli animali, la luce, l’umidità, ecc., sono più complesse di schemi appresi dallo studio di un testo.

Dispersione dei semi mediante il vento. I peli morti di molti semi, come quelli del cotone e del salice (più facile da reperire) ne favoriscono la dispersione; l’ampia superficie dei peli particolarmente lunghi permette al seme di rimanere sospeso in aria e di essere trasportato dalle correnti.

Dispersione dei semi mediante gli animali. Sono i peli tipici delle piante rampicanti. Possono essere costituiti da cellule vive o morte. I primi sono presenti, ad esempio, nell’attaccavesti (Galium aparine) e nel luppolo (peli uncinati). Nell’attaccavesti i peli hanno anche la funzione di disperdere i semi. Le piante sono, infatti, fragili e quando i peli uncinati rimangono aggrappati alla pelliccia di un animale, si rompono. Interi frammenti di fusto, che portano le fruttificazioni, vengono così trasportati dall’animale che spostandosi favorisce la dispersione dei semi. Queste piante sono comunissime tra gli incolti, ai margini di boschetti e coltivi e si riconoscono proprio perché si aggrappano e sono ruvide. In genere si trovano nei punti di passaggio degli animali (es., sentieri creati dal continuo calpestio di cervi, caprioli, cinghiali, ecc.).

	Peli uncinati nell’attaccavesti (Gallium aparine). Il nome scientifico “aparine” attribuito a questa pianta deriva da apairo, “porto via”, perché i frutti e i fusti uncinati si attaccano alla pelliccia di animali come volpi, conigli, tassi… e agli indumenti dei passanti.
	Peli uncinati nei frutti di bardana. I frutti della bardana (che contengono i semi) grazie a robusti peli uncinati si ancorano al pelo degli animali e vengono così dispersi su lunghe distanze. La fotografia è sta scattata al microscopio ottico, ma i peli si distinguono bene anche con la lente.
Peli stellati nel fusto di edera. I peli sono radi e appiattititi sul fusto. È ipotizzabile che la particolare forma aiuti la pianta ad aggrapparsi alle superfici dei muri. La fotografia è stata scattata al microscopio ottico.

Altri peli che si aggrappano al pelo degli animali, sono quelli della parietaria, pianta comunissima ovunque, che come l’attaccavesti vive ai margini dei sentieri e tra le rocce dei muretti. Le foglie si attaccano così bene che rimangono appiccicate
anche alla pelle di mani e braccia. I peli sono leggermente ricurvi e attaccano in modo differente dai peli dell’attaccavesti. Anch’essi permettono il trasporto dei frutti e quindi dei semi che si attaccano al pelo degli animali, ma in parte svolgono anche funzione di protezione (es., quelli sulle nervature).

Secrezione. Questa funzione è svolta dai peli ghiandolari unicellulari o pluricellulari che possono avere varie
forme. Nel luppolo ci sono peli a forma di squama che secernono oli, balsami, resine e mucillagini. Si
trovano spesso sulle foglioline delle gemme ibernanti; le impermeabilizzano proteggendole dall’acqua e
dall’essiccamento. I prodotti della secrezione si accumulano tra la parete della cellula e la cuticola che, si
solleva a formare una bolla. Quando questa si rompe i contenuti sono liberi di uscire. Quelli dei peli del
luppolo (sulle foglioline delle infiorescenze femminili) sono usati per aromatizzare la birra.
I secreti dei peli della salvia, lavanda, timo e menta sono usati come essenze. Hanno la funzione di tenere
lontano i mangiatori di foglie allertandoli attraverso un odore intenso. Queste piante contengono, infatti,
sostanze tossiche… gli animali riconoscendo le piante dall’odore evitano di mangiarle e di rimanere
intossicati.

	Schema di un pelo ghiandolare in una foglia di timo. Gli oli essenziali (terpeni) prodotti nelle cellule secretrici vengono immagazzinati appena sotto la cuticola che si gonfia. Queste sostanze hanno un ruolo importante nella difesa della pianta dagli erbivori.
L’osservazione ideale dei peli ghiandolari “a palloncino” può essere fatta in una foglia di salvia (meglio se attraverso lo stereomicroscopio). Inizialmente le bollicine biancastre possono essere scambiate per uova (ma con la punta di un ago scoppiano piuttosto che spostarsi) o per goccioline d’acqua. È un occasione per provare a fare ipotesi sulla funzione di strutture piuttosto insolite.

L’erba unta (Pinguicula) è provvista di peli digerenti che producono enzimi che degradano le proteine degli insetti che rimangono invischiati sulla foglia. La pianta ricava così sostanze azotate indispensabili alla crescita e che non riesce a prendere dal terreno. Le pinguicole si trovano facilmente nei garden center insieme ad altre piante che si nutrono d’insetti.
Molto comuni sono i peli ghiandolari formati da un peduncolo sormontato da una testa globosa come quelli che si trovano nelle digitali, sui piccioli delle foglie di nocciolo, e nei fusti e foglie di pomodoro.

Pelo ghiandolare nel fusto di una digitale. I secreti, in genere, si accumulano nel vacuolo della cellula terminale. La fotografia è sta scattata al microscopio ottico, ma i peli si distinguono anche conla lente.

Nel pomodoro, i peli ghiandolari contengono cristalli di ossalato di calcio e cadmio e alcune sostanze oleose che proteggono la pianta dagli erbivori. I secreti dei peli determinano l’odore della pianta e sono anche responsabili del rilascio di sostanze vischiose e odorose quando sono urtati (i vestiti si colorano di verde e giallo, praticamente indelebili).

Pelo ghiandolare pluricellulare in una foglia di pomodoro. All’interno della parte globosa si nota un cristallo di ossalato di calcio. Sia i cristalli sia i secreti proteggono la pianta dagli erbivori. Le sostanze dei peli sono, infatti, tossiche per i mangiatori di foglie. La fotografia è stata scattata al microscopio ottico, ma i peli si distinguono bene anche con la lente.

Nei gerani (genere Pelargonium) i peli terminano in una sorta di coppa che contiene sostanze dall’odore molto intenso che tengono lontani alcuni insetti nocivi.

Pelo ghiandolare di geranio (Pelargonium). Si nota un peduncolo costituito da più cellule e una terminazione a forma di coppa dove si accumula il secreto. La fotografia è stata scattata al microscopio ottico, ma i peli si distinguono anche con la lente.

 

Nell’ortica sono presenti peli urticanti formati da una cellula ad ampolla che termina in un bottoncino apicale. Nella parte basale la cellula è calcificata, mentre a livello del bottoncino la parete cellulare è silicizzata e fragile e al minimo urto il bottoncino si stacca; il pelo penetra come l’ago di una siringa nella cute e riversa i suo contenuto (istamina, acetilcolina, ecc.) provocando reazioni allergiche. Il bottoncino terminale, in seguito, può essere ricostruito. Per vedere il bottoncino occorre uno stereomicroscopio.
L’ortica, a differenza di altre piante, si difende provocando reazioni allergiche negli animali che tendono così a evitarla.

Pelo urticante di ortica. Nell’immagine più a destra si nota il pelo che ha perso il bottoncino silicizzato.
La fotografia è stata scattata al microscopio, ma i peli si distinguono bene anche con la lente.

Assorbire acqua e minerali. Alcune piante epifite che crescono in ambienti dove piove poco, ma l’umidità dell’aria è elevata, hanno foglie fittamente ricoperte di peli che catturano acqua e sali minerali dalle goccioline disperse nell’aria. Tra queste ci sono alcune bromeliacee come le tillandsie che crescono su tronchi e rami di altre piante. Le radici hanno la principale funzione di ancorare la pianta alla scorza piuttosto di assorbire acqua, funzione svolta perfettamente dai peli. Questi ricordano per forma ombrellini semitrasparenti che riflettono la luce in quanto sono in parte costituiti da cellule morte, piene d’aria. In
presenza di nebbia e foschia si inzuppano d’acqua che entra nelle cellule sostituendosi all’aria, formando una pellicola su tutta la superficie della foglia. L’acqua e i sali minerali disciolti si spostano dalle cellule morte verso la parte centrale dei peli… qui altre cellule (vive e di forma diversa) costituisco la via di passaggio di acqua e Sali minerali verso la parte più interna della foglia.

Risposta ad uno stimolo. I peli delle foglie della venere acchiappamosche (Dionea), quando sono urtati da un insetto, provocano la chiusura a scatto della foglia, che è divisa in due parti a livello della nervatura centrale. Nelle centauree i filamenti degli stami portano dei peli che quando sono toccati da un insetto ne provocano la contrazione facendo sì che l’insetto si ricopra di polline.

Peli sensoriali in una foglia di venere acchiappamosche. Se più peli sono urtati quasi contemporaneamente la foglia si chiude intrappolando l’insetto, che poi viene digerito dai secreti dei peli ghiandolari.

Le emergenze, a differenza dei peli (formati solo da cellule dell’epidermide), sono strutture costituite da più tessuti (cioè da cellule diverse per struttura e funzione).
Un esempio di emergenze sono i “tentacoli” delle foglie di drosera, nei quali penetra anche un fascio conduttore e la cui capocchia è rivestita da cellule ghiandolari che contengono sostanze vischiose ricche di enzimi digestivi. Gli “aculei” delle rose e del rovo sono anch’essi emergenze e hanno funzione protettiva.
Emergenze sono presenti anche nei frutti dell’ippocastano.

Emergenze e peli in una pianta di rovo. Le prime sono rigide e robuste e possono tenere lontano animali di grossa taglia come cervi e caprioli.

Emergenze in una foglia di drosera (Drosera rotundifolia). Un insetto è rimasto intrappolato tra i “tentacoli” della pianta che terminano in goccioline attraenti e appiccicose. Dopo qualche giorno sulla foglia rimarranno solo le parti dure dell’insetto (l’esoscheletro). Le drosere sono minuscole piante ben adattate a vivere in ambienti molto umidi in cui scarseggiano i nitrati (torbiere). Questo elemento viene fornito alla pianta dalla digestione di piccoli insetti. Come le veneri acchiappamosche sono facilmente reperibili nei garden center. Per osservare il movimento dei “tentacoli” mettere con una pinzetta un pezzetto di carne (grande quanto un moscerino) appena appoggiato sulla superficie interna della foglia.

Per l’osservazione si consiglia di provare a esaminare foglie di piante comuni, tra cui alcune discusse in
questa guida, a occhio nudo, con la lente e con lo stereomicroscopio.

MANUALI CONSIGLIATI

E. HARRIS, J. HARRIS, 1981. Guida agli alberi e arbusti in Italia. Reader’s Digest.
M. PANDOLFI, R. SANTOLINI, 1987. 300 piante fiori e animali. Franco Muzio Editore.
J. R. PRESS ET AL., 1981. Guida pratica ai fiori spontanei in Italia. Reader’s Digest.
T. SCHAUER, C. CASPARI, 1987. Guida all’identificazione delle piante. Zanichelli.

TESTI CONSIGLIATI

SCHEDA DI OSSEREVAZIONE