La crescita delle piante dipende dalla sua capacità di assorbire acqua e minerali disciolti dal suolo. Il sistema radicale di ogni pianta è dotato dei tessuti necessari per facilitare l’ingresso di acqua e soluti. I tessuti vegetali coinvolti nel trasporto di acqua e minerali hanno due compartimenti principali: l’apoplasto e il simplasto. L’apoplasto include tutto ciò che si al di fuori della membrana plasmatica delle cellule viventi ed è costituito da pareti cellulari, spazi extracellulari, xilema, floema e trachei. Il simplasto, al contrario, è costituito dall’intero citosol di tutte le cellule vegetali viventi e dai plasmodesmata – che sono i canali citoplasmici che collegano le cellule.
Ci sono diversi percorsi potenziali per le molecole di muoversi attraverso i tessuti vegetali: i percorsi apoplastici, simplastici o transmembrana. Il percorso apoplastico comporta il movimento dell’acqua e dei minerali disciolti lungo le pareti cellulari e gli spazi extracellulari. Nel percorso simplastico, acqua e soluti si muovono lungo il citosol. Una volta in questo percorso, i materiali devono attraversare la membrana plasmatica quando si spostano dalla cellula alla cellula vicina, e lo fanno attraverso il plasmodesmata. In alternativa, nel percorso transmembrana, i minerali disciolti e l’acqua si spostano da una cellula all’altra attraversando la parete della cella per uscire da una cella ed entrare nella successiva. Questi tre percorsi non si escludono a vicenda e alcuni soluti possono utilizzare più di un percorso in vari gradi.
Un altro percorso potenziale è il percorso vacuolare, ma questo percorso è per lo più limitato al movimento delle molecole d’acqua. Qui, l’acqua si muove attraverso i vacuoli delle cellule vegetali attraverso l’osmosi. Il meccanismo è simile al percorso simplastico, ma invece di limitare il trasporto al citosol, l’acqua passa attraverso i vacuoli. Inoltre, il trasporto vacuolare è facilitato da due pompe protoniche – ATPase e PPase – che stimolano l’assorbimento soluto. I vacuoli comprendono anche proteine di trasporto specializzate – le acquaporine – che partecipano al trasporto di acqua e soluti come glucosio e saccarosio.
