5.8: Tonicità nelle piante

La tonicità descrive la capacità di una cellula di perdere o guadagnare acqua. Dipende dalla quantità di soluto che non penetra nella membrana. La tonicità delimita la grandezza e la direzione dell’osmosi e si traduce in tre possibili scenari che alterano il volume di una cellula: ipertonicità, ipotonicità e isotonicità. A causa delle differenze di struttura e fisiologia, la tonicità delle cellule vegetali è diversa da quella delle cellule animali in alcuni scenari.

Piante e ambienti ipotonici

A differenza delle cellule animali, le piante prosperano quando c’è più acqua nel loro ambiente extracellulare circostante rispetto al loro interno citoplasmico. Negli ambienti ipotonici, l’acqua entra nella cellula attraverso l’osmosi e la fa gonfiare perché c’è una maggiore concentrazione di soluti all’interno delle cellule vegetali rispetto all’esterno. La forza, che viene generata quando un afflusso di acqua provoca la membrana plasmatica a spingere contro la parete cellulare, è chiamata pressione di turgore. A differenza delle cellule animali, le cellule vegetali hanno pareti cellulari rigide che limitano l’espansione indotta dall’osmosi della membrana plasmatica. Limitando l’espansione, la parete cellulare impedisce alla cella di scoppiare e provoca l’irrigidimento delle piante (cioè, diventare turgido). La turgicità permette alle piante di tenersi in posizione verticale invece di appassire.

Piante e ambienti ipertonici

Le piante appassiscono se non possono assorbire acqua sufficiente. In tale scenario, il loro ambiente extracellulare diventa ipertonico, portando l’acqua a lasciare l’interno tramite osmosi. Di conseguenza, i vacuoli diminuiscono di dimensioni e la membrana plasmatica si stacca dalla parete cellulare causando la costrizione del citoplasma. Questo processo è chiamato plasmolisi ed è per questo che le piante perdono la pressione del turgor e appassiscono.

Piante e ambienti isotoni

In ambienti isotonici, c’è un equilibrio di acqua sia all’interno che all’esterno delle cellule vegetali. Pertanto, come nelle cellule animali, non si verificano cambiamenti nel volume delle cellule vegetali.

Osmoregolamentazione nelle piante

Una varietà di diverse strutture e strategie delle cellule vegetali aiuta a mantenere un adeguato equilibrio osmotico in condizioni estreme. Ad esempio, le piante in ambienti asciutti immagazzinano l’acqua nei vacuoli, limitano l’apertura dei loro stomi e hanno cuticole spesse e cere per prevenire inutili perdite d’acqua. Alcune specie di piante che vivono in ambienti salati conservano il sale nelle loro radici. Di conseguenza, l’osmosi dell’acqua si verifica nella radice dal suolo circostante.