Perché le foglie hanno forme così diverse?

C'è una cosa sulle foglie su cui la scienza ha concordato da tempo: crescono solo così grande come l'acqua disponibile consente - ma non così grande che l'intera pianta si surriscalda.

La parte dell'acqua ha senso. Abbiamo tutti bisogno di acqua per crescere. E il sole? Le foglie raccolgono quei raggi e, attraverso la fotosintesi, li convertono in cibo.

Troppa luce solare diretta e quel motore fotosintetico gira caldo e rischia di bruciarsi.

Le foglie di una pianta sono progettate perfettamente per catturare la luce solare e l'anidride carbonica - e grazie alla meraviglia che è la fotosintesi - le trasformano in cibo. (Foto: GiroScience / Shutterstock)

Quindi, quando si tratta delle dimensioni delle foglie, le piante cantano un semplice ritornello: l'acqua cresce. Limitazioni al sole. E da qualche parte nel mezzo, c'è un felice equilibrio di una foglia che cresce delle giuste dimensioni in una sua unica serie di circostanze.

Ma recentemente, dopo aver studiato circa 7000 piante da tutto il mondo, gli scienziati australiani hanno trovato una nuova variabile nella matematica della natura.

Non è solo il rischio di surriscaldamento che tiene sotto controllo le foglie, ma anche il freddo che si insinua di notte.

"Metti insieme questi due ingredienti - il rischio di congelamento e il rischio di surriscaldamento - e questo aiuta a capire lo schema delle dimensioni delle foglie che vedi in tutto il mondo", ha detto alla BBC Ian Wright della Macquarie University di Sydney.

In effetti, le piante possono essere molto più caute nel catturare un brivido rispetto a troppi raggi.

"Quello che siamo stati in grado di mostrare è forse in quasi mezzo mondo, i limiti generali alla dimensione delle foglie sono molto più determinati dal rischio di congelamento notturno che dal rischio di surriscaldamento durante il giorno", ha spiegato Wright.

E proprio come le condizioni in cui le piante crescono variano selvaggiamente, così anche le dimensioni delle foglie.

Ma non tutte le foglie fanno la stessa cosa?

Le foglie di un fico comune (a sinistra) non potrebbero apparire più diverse da quelle di una felce. (Foto: Pavel Vakhrushev / COLOA Studio / Shutterstock)

Ciò di cui la scienza sembra molto meno sicura è perché le foglie sembrano così.

Perché il fogliame di un fico è così selvaggiamente diverso da quello di una felce?

Sicuramente, la natura non ha progettato questo vorticoso caleidoscopio di colori e motivi solo per mantenere gli umani in uno stato di meraviglia e meraviglia?

Si scopre che né il sole né l'aria fredda della notte - e certamente non gawking umani - dicono alle piante come vestirsi. È probabilmente un affare di famiglia, messo a punto e trasmesso geneticamente all'interno di una specie.

"La forma delle foglie di un albero è una risposta alle storie ecologiche ed evolutive a lungo termine delle specie di alberi", osserva il sito web del dipartimento di biologia di Penn State.

In altre parole, una specie sviluppa una specie di foglia, che si tratti della semplice apertura di una foglia di banana o del fuso che trattiene l'umidità che è l'ago di pino resistente.

L'ago di pino è anche una specie di foglia, appositamente progettata per trattenere l'umidità e respingere il freddo estremo. (Foto: Oleksandr Kostiuchenko / Shutterstock)

Pianta giusta, posto giusto (e foglia destra)

Uno studio del 2003, anch'esso della Macquarie University in Australia, suggerisce che anche lo stile di una foglia è la sua funzione, garantendo che sia sviluppata la foglia giusta per un ambiente specifico. Dopotutto, per la pianta, farlo bene è una questione di vita o di morte.

Gli angoli delle foglie, ad esempio, possono avere un ruolo nel modo in cui la luce solare viene intercettata. Gli angoli acuti, osserva lo studio, possono ridurre la quantità di luce che la foglia intercetta durante il sole splendente di mezzogiorno. In effetti, una foglia ad angolo acuto può ombreggiarsi.

Al contrario, le foglie più rotonde hanno "una maggiore intercettazione della luce giornaliera e un potenziale aumento di carbonio".

La foglia di pino tropicale è angolata in modo tale da poter proteggere da troppo sole. (Foto: Eduardo Lopez / Shutterstock)

Naturalmente, ci sono alcune regole di base che impediscono alle piante di colorare troppo lontano dalle linee della natura.

Il disegno di una foglia deve essere abbastanza aperto da catturare la luce solare per un'importante fotosintesi. Deve anche assicurarsi che una foglia sia modellata in modo tale che i pori - chiamati stomatae - possano assorbire abbastanza anidride carbonica, che aiuta ad alimentare quel processo.

Le foglie hanno i pori che le aiutano a respirare l'anidride carbonica, un requisito chiave per la fotosintesi. (Foto: phanthit.malisuwan / Shutterstock)

Ed è qui che la dimensione gioca un ruolo chiave. Come i pannelli solari, le foglie grandi raccolgono quanta più luce solare possono. Le foglie più piccole evitano troppo sole e si concentrano sul tenersi strette al freddo.

Ogni specie progetta il suo fogliame in modo diverso per adattarsi perfettamente al suo ambiente. Qualcosa di meno di quello indica la fine della pianta.

Un documento di ricerca del Dipartimento di Agronomia dello Stato dello Iowa usa il fico piangente come esempio drammatico:

"Sono stati spesi molti soldi dagli orticoltori che vendono piante decorative perché ricevono molte lamentele:" Ho comprato questo fico piangente e l'ho portato a casa e tutte le foglie sono cadute, ognuna! " Dicono: "Bene, abbi cura di esso. Cresceranno. ' Ma quando ricrescono, hanno dimensioni, forma e spessore diversi rispetto a prima. ”

Questo è probabilmente perché queste piante sviluppano le loro foglie per adattarsi perfettamente a una situazione specifica, anche se quella situazione è un cambiamento dal soggiorno alla camera da letto.

Il fico piangente è noto per perdere le sue foglie e farne nuove anche al minimo cambiamento nella sua situazione. (Foto: Imageman / Shutterstock)

In definitiva, qualcosa di così cruciale per la sopravvivenza di una pianta non può permettersi di essere qualcosa di meno che perfetto. La bellezza è solo un prodotto collaterale di quella perfezione funzionale.

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