L’anatomia vegetale è lo studio della forma, della struttura e delle dimensioni delle piante. Come parte della botanica (lo studio delle piante), anatomia vegetale si concentra sulle parti strutturali o del corpo e sistemi che compongono una pianta. Un tipico corpo vegetale è costituito da tre principali organi vegetativi: la radice, il gambo e la foglia, nonché un insieme di parti riproduttive che includono fiori, frutti e semi.

Come essere vivente, tutte le parti di una pianta sono costituite da cellule. Sebbene le cellule vegetali abbiano una membrana flessibile come le cellule animali, una cellula vegetale ha anche una forte parete in cellulosa che le conferisce una forma rigida. A differenza delle cellule animali, le cellule vegetali hanno anche cloroplasti che catturano l’energia luminosa del Sole e la convertono in cibo per sé. Come ogni essere vivente complesso, una pianta organizza un gruppo di cellule specializzate in quelli che vengono chiamati tessuti che svolgono una funzione specifica. Ad esempio, le piante hanno quindi tessuto epidermico che forma uno strato protettivo sulla sua superficie. Inoltre hanno tessuto del parenchima usato solitamente per immagazzinare l’energia. Le “vene” o conduttura di una pianta sono costituiti da tessuto vascolare che distribuiscono acqua, minerali e sostanze nutritive in tutta la pianta. I tessuti combinati formano organi che svolgono un ruolo ancora più complesso.

LE RADICI

Le radici di una pianta, come le fondamenta di un grattacielo, aiutano a rimanere in piedi. Assorbono anche acqua e minerali disciolti dal terreno e danno alla pianta ciò di cui ha bisogno per produrre il proprio cibo. La maggior parte delle radici crescono sottoterra e si muovono verso il basso a causa dell’influenza della gravità, anche se le radici di alcune piante acquatiche galleggiano. Altri sistemi di radici, come quello dell’edera inglese, in realtà si attaccano a una superficie verticale e permettono alla pianta di arrampicarsi. Esistono due tipi principali di sistemi di radici: fittone e fibroso. Le piante che hanno taproots crescono una singola radice lunga che penetra verso il basso e fissa saldamente la pianta. Alberi e denti di leone hanno taproots che servono questa funzione. Le radici fibrose sono più corte e più superficiali e formano una rete ramificata. L’erba ha un apparato radicale fibroso che cresce a un livello superficiale e in tutte le direzioni. All’interno di una radice ci sono condutture o vene che trasportano acqua e minerali al resto della pianta. Questi tubi sono concentrati al centro della radice, come il piombo al centro di una matita. Alla fine di ogni radice c’è un cappuccio che lo protegge mentre spinge più lontano nel terreno. Estendendosi dai lati della radice, ma più indietro dal cappuccio della radice ci sono i peli della radice. Questi capelli sono l’acqua principale e l’ossigeno che assorbe parti di una pianta. I materiali entrano e lasciano le radici attraverso due processi principali: diffusione e osmosi. Quando le molecole sono distribuite in modo ineguale, la natura cerca sempre un equilibrio e le molecole si sposteranno da un’area di alta concentrazione a una di bassa concentrazione. Quando le cellule di un capello radice hanno poco ossigeno e il terreno intorno ai capelli radice ha un sacco, ossigeno si sposterà dal terreno alla radice automaticamente senza la pianta dover spendere alcuna energia. L’osmosi è una situazione simile (da alta a bassa concentrazione), ma si verifica quando le molecole, come quelle dell’acqua, si muovono attraverso una membrana che non consente il passaggio di altri materiali. Come la diffusione, l’osmosi non richiede alla pianta di utilizzare alcuna energia.

GLI STELI delle piante

svolgono due funzioni. Sostengono le parti della pianta fuori terra (di solito le gemme, le foglie e i fiori) e trasportano acqua e cibo da un posto all’altro all’interno della pianta stessa. Uno stelo è costituito da uno strato esterno, l’epidermide; uno strato interno, la corteccia; e una zona centrale chiamata midollo. Lo stelo di una pianta verde si regge avendo migliaia di cellule allineate l’una accanto all’altra. Mentre le cellule prendono acqua, si espandono come un palloncino pieno, e poiché le loro pareti sono elastiche, si allungano molto l’una contro l’altra e contro la parete dello stelo. È la loro pressione che trattiene il gambo. Una pianta si abbassa quando le sue cellule mancano di acqua e hanno iniziato a ridursi. Le piante legnose, come gli alberi, contengono anche un materiale chiamato lignina che rafforza le pareti cellulari e le rende più rigide. Lo stelo di una pianta funziona anche come sistema circolatorio e utilizza quello che viene chiamato tessuto vascolare per formare lunghi tubi attraverso i quali i materiali si spostano dalle radici alle foglie e dalle foglie alle radici.

LE FOGLIE

La foglia di una pianta verde produce cibo per la crescita e la riparazione delle piante. Una foglia è altamente specializzato, parte di un impianto, in quanto è il luogo

STEPHEN HALES

botanico inglese (una persona che studia le piante) e fisiologo (una persona che studia come i vari processi in corso all’interno di un essere vivente in realtà il lavoro) Stephen Hales (1677-1761) è considerato il fondatore della fisiologia vegetale. Pioniere nello studio della circolazione sanguigna e della misurazione della pressione sanguigna, Hales applicò la fisica del suo tempo ai problemi della biologia. In tutti i suoi esperimenti su piante e animali, ha regolarmente sottolineato la necessità di un’attenta misurazione dei dati.

Hales nacque nel Kent, in Inghilterra, e poco si sa della sua vita prima di entrare all’Università di Cambridge nel 1696. Lì studiò scienza e religione e nel 1703 fu ordinato diacono nella chiesa (un ecclesiastico appena sotto un prete). Nel 1709 divenne un ecclesiastico a Teddington dove sarebbe rimasto per il resto della sua vita. A quel tempo non era insolito che un ecclesiastico fosse anche un uomo di scienza, e Hales era in grado di fare entrambe le cose bene. Fu a Teddington che Hales iniziò ad utilizzare parte della vasta educazione scientifica che aveva ricevuto e, nello spirito del fisico e matematico inglese Isaac Newton (1642-1727), cercò di prendere ciò che sapeva della fisica (lo studio della materia e dell’energia) e applicarlo alla biologia.

Così, nel 1719, Hales iniziò i suoi primi esperimenti sulle piante. Prima di questo, aveva fatto un po ‘ di esperimenti sugli animali e aveva raggiunto le prime misurazioni della pressione sanguigna utilizzando un dispositivo a tubo di vetro di sua progettazione. Ha anche studiato le azioni riflesse in una rana a cui aveva tagliato la testa, ma dopo un po’, Hales è diventato nelle sue stesse parole, “scoraggiato dalla disapprovazione delle dissezioni anatomiche.”Passò quindi alle piante e portò i suoi esperimenti relativi al sangue sugli animali allo studio del movimento della linfa nelle piante. Ben presto fu in grado di misurare la forza del flusso di linfa di una pianta proprio come aveva misurato la pressione sanguigna negli animali. Nel suo libro, Vegetable Staticks, pubblicato nel 1727, Hales descrisse molte delle sue scoperte riguardanti la fisiologia vegetale. Hales dettagliato ciò che aveva imparato in materia di anatomia delle piante e ciò che una pianta fa per sopravvivere e crescere. Ha dichiarato che le piante prendono parte dell’aria e la usano per il cibo, che hanno bisogno di luce per la crescita e che perdono acqua principalmente attraverso le loro foglie. Ha dimostrato che la linfa è sotto notevole pressione e che l’acqua scorre in una pianta in una sola direzione. Ha anche calcolato la velocità effettiva (la sua velocità) della linfa e ha scoperto che differisce in base al tipo di pianta. Come ha fatto nei suoi esperimenti sugli animali, ha studiato il ruolo dell’acqua e dell’aria in un organismo ed esplorato tutti gli aspetti della sua crescita.

Hales aveva anche un lato molto pratico e persino umanitario, ed era un pioniere nel campo della salute pubblica. Usò la sua conoscenza dell’aria e della respirazione per ideare ventilatori per rimuovere l’aria “spesa”, o cattiva (probabilmente anidride carbonica), da spazi chiusi in ospedali, prigioni e navi mercantili. Ha lavorato su modi per distillare acqua dolce da acqua di mare, e ha lavorato alla depurazione delle acque e la conservazione degli alimenti. Ha anche adattato un calibro dai suoi esperimenti vegetali per misurare le profondità oceaniche. Oltre a tutte le conoscenze botaniche specifiche e la comprensione ha offerto nel suo libro sulla fisiologia vegetale, Hales’ applicazione della fisica alla biologia e la sua enfasi sulla sperimentazione quantitativa (misurabile) fornito un modello importante per coloro che dovevano seguire.

dove avviene la fotosintesi. Nella fotosintesi, la clorofilla (pigmento verde) nella foglia assorbe energia dal Sole, la combina con acqua e minerali dal suolo e anidride carbonica dall’aria e produce il cibo della pianta. Tutto ciò che riguarda una foglia è progettato per intercettare o catturare la luce solare. Ad esempio, una foglia è una struttura piatta con una grande superficie e consiste in una lama sottile e piatta chiamata lamina. La lamina è attaccata a un gambo chiamato picciolo. Il picciolo è la principale costola di supporto della foglia e spesso si dirama in una rete di vene. Le foglie con una sola lama sono chiamate semplici e quelle con due o più lame sono chiamate composte. Le foglie composte spesso assomigliano a diverse piccole foglie attaccate allo stesso gambo. Le foglie crescono anche in schemi per assicurare che non si ombreggiano a vicenda, e alcune piante hanno foglie alternate mentre altre hanno foglie l’una di fronte all’altra. Le foglie possono controllare la quantità di acqua che perdono aprendo o chiudendo piccole fessure chiamate stomi (singolare, stoma).

FIORI E SEMI

La parte riproduttiva di una pianta che produce semi è chiamata fiore. I fiori hanno cellule maschili e femminili che producono un seme quando si uniscono. Lo stame è l’organo riproduttivo maschile in un fiore e contiene le cellule maschili (polline) nella sua antera che cresce sulla punta del suo gambo lungo e stretto. Il pistillo è l’organo riproduttivo femminile e sembra una bottiglia dal collo lungo. Ha una base rotonda contenente l’ovaio, un tubo sottile o collo lungo chiamato lo stile, e una parte superiore appiattita e appiccicosa chiamata stigma. Una volta che un fiore si apre, i suoi petali (che sono un tipo di foglia) proteggono gli organi sessuali e servono per aiutare l’impollinazione (il trasferimento del polline alle parti femminili) attirando animali come api e uccelli. Quando ciò accade, si verifica la fecondazione e le ovaie diventano semi.

I semi hanno tre parti principali: il mantello, l’embrione e il tessuto di conservazione degli alimenti. Il mantello protegge l’embrione, che è l’inizio di una pianta e cresce utilizzando il cibo immagazzinato nel seme. La maggior parte dei semi sono racchiusi in frutta che può essere secca come un baccello di fagioli maturi, o carnosa come una mela o una pesca. Altre piante, come gli abeti, hanno semi nudi o scoperti che si formano sul lato superiore delle squame che costituiscono una pigna. Tutti sono progettati per essere dispersi il più lontano possibile dalla pianta madre per garantire l’ulteriore sopravvivenza della specie.