34.10: Acquisizione della luce

Per produrre glucosio, le piante devono catturare energia luminosa sufficiente. Molte piante moderne hanno sviluppato foglie specializzate per l’acquisizione della luce. Le foglie possono essere solo millimetri di larghezza o decine di metri di larghezza, a seconda dell’ambiente. A causa della concorrenza per la luce solare, l’evoluzione ha guidato l’evoluzione di foglie sempre più grandi e piante più alte, per evitare l’ombreggiatura da parte dei loro vicini con l’elaborazione contaminante dell’architettura delle radici e dei meccanismi per il trasporto di acqua e sostanze nutritive.

Poiché le foglie più grandi sono più suscettibili alla perdita d’acqua, le foglie più grandi si trovano tipicamente nelle piante in cui le precipitazioni sono abbondanti. Negli ambienti più aridi, cloroplasti di piante grasse si trovano nel gambo della pianta, riducendo al minimo l’evaporazione. L’orientamento delle foglie verso il sole può anche influenzare l’acquisizione della luce. In ambienti eccezionalmente soleggiati, le foglie orientate orizzontalmente sono suscettibili di disidratazione eccessiva. In questi ambienti, come quelli delle praterie, le foglie possono essere orientate verticalmente per catturare la luce quando il sole è basso nel cielo, riducendo così i danni al sole.

La cattura della luce può anche essere ottimizzata dal posizionamento delle foglie delle piante rispetto al gambo; la disposizione delle foglie su uno stelo è chiamata fillotassi. La fillotassi alternata descrive lo scenario in cui una singola foglia emerge da una singola posizione sul gambo. Alcune piante dimostrano una fillotassi opposta, in cui due foglie emergono in direzioni opposte dalla stessa posizione. La fillotassi opposta è quando diverse foglie emergono dallo stesso punto su un gambo. L’ormone vegetale auxina controlla il modello in cui le foglie emergono dal gambo della pianta.

Il Leaf Area Index (LAI) (Indice di area fogliare) è una rappresentazione dell’efficienza di cattura della luce. Misurando la superficie orizzontale unilaterale delle foglie di una pianta e dividendola per l’area orizzontale del terreno coperta dall’impianto, viene generato un rapporto. In genere, un LAI più alto indica una cattura della luce più efficiente. Tuttavia, su un LAI superiore a sette sembra causare l’ombreggiatura e la potatura delle foglie inferiori, non avendo alcun effetto aggiuntivo sull’acquisizione della luce. In pratica, la misurazione del LAI viene spesso eseguita tramite imaging satellitare e viene utilizzata per misurare la produttività di un ecosistema.