In questa lezione vediamo quale rapporto c’è tra acqua e organismi.
Il seme può germinare quando si trova in un particolare ambiente: l’embrione contenuto nel seme si sviluppa se dispone di acqua, di aria e di calore.
L’uovo, per dare vita ad un nuovo essere, ha bisogno di aria, di umidità e di calore. L’aria e l’umidità penetrano dall’atmosfera attraverso i pori del guscio; il calore viene fornito dalla chioccia o dall’incubatrice.
La vita è legata alla presenza di acqua, di aria e di calore. Questi tre fattori sono strettamente legati tra loro; la mancanza o l’eccesso di uno dei tre provoca gravi squilibri negli organismi e nell’ambiente. Esaminiamo separatamente questi tre fattori e capiremo meglio la loro importanza.
Le piante
L’acqua costituisce una parte delle sostanze che sono contenute nelle cellule delle piante. Per verificarlo prova a tagliare una grossa pianta di insalata subito al di sopra della radice, poi chiudila in un sacchetto di plastica. Dopo uno o due giorni vedrai molte goccioline di acqua sulle pareti interne, mentre le foglie appariranno leggermente appassite. L’acqua evidentemente è uscita dalle foglie.
Se lasci la stessa pianta di insalata all’aria, noti che le foglie appassiscono molto di più. Se metti quella pianta in un forno o la lasci al sole per qualche giorno, noterai che essa perde altra acqua ancora e il suo peso diminuisce moltissimo. Facendo delle pesate con una bilancia di precisione, potrai verificare che il peso di una pianta, in seguito alla perdita d’acqua, può diminuire persino dell’80%. Ciò vuol dire che una pianta che pesa 100 g perde con l’essiccamento 80 g.
I semi invece contengono solo il 5 – 10 % di acqua.
Gli animali
Anche i corpi degli animali contengono tantissima acqua in tutte le parti, perfino nelle ossa e nei peli. Si è calcolato che il corpo umano mediamente è fatto di acqua nella misura del 70%. In particolare l’acqua costituisce il 60% del peso corporeo nei maschi adulti, dal 50 al 55% nelle femmine e fino al 75% in un neonato. La medusa, un animale che vive nell’acqua del mare, contiene circa il 95% di acqua.
Quali conseguenze derivano dalla presenza di acqua negli organismi viventi durante l’inverno, quando la temperatura scende a valori molto bassi? Non succede niente di speciale per i mammiferi e per gli uccelli, che hanno la capacità di mantenere costante la temperatura del loro corpo. Alcuni animali, i mammiferi in particolare, quando cadono in letargo subiscono una diminuzione della loro temperatura corporea; ma essa non scende mai a valori troppo bassi.
Ci sono però animali che non hanno questa capacità, come ad esempio i pesci e gli anfibi. Che cosa succede a questi animali nei periodi più freddi? Ma innanzitutto, che cosa succede all’acqua in cui essi vivono?
Quando la temperatura si abbassa durante l’inverno e giunge a valori intorno a 0°C, o al di sotto, l’acqua gela e aumenta di volume.
Se un pesce viene sorpreso dall’abbassamento della temperatura a 0°C nell’acqua di uno stagno, abbastanza vicino alla superficie, si troverà imprigionato nel ghiaccio che si forma. Anche l’acqua contenuta nel suo corpo gelerà e aumenterà di volume; la prima conseguenza di quell’aumento è la rottura delle pareti delle cellule del suo corpo. Ne deriva un danno irreparabile ai suoi tessuti. Anche se viene tolto dal ghiaccio e messo in acqua con temperatura più alta, il pesce è destinato a morire perché sono morti i suoi tessuti.
Ma i pesci non si fanno mai sorprendere dal gelo. Quando la temperatura comincia a diminuire, essi scendono verso il fondo degli stagni o dei laghi e si immergono nel fango dei fondali. Lì l’acqua si mantiene intorno ai 4°C. Essi vi trascorrono tutto l’inverno; si dice che vanno in ibernazione. Durante l’ibernazione tutte le attività di questi animali sono attenuate, come per i mammiferi in letargo (anche il letargo è una forma di ibernazione).
Ma è avvenuto qualcosa di importante nei loro tessuti e nel loro sangue; essi si sono disidratati, cioè hanno perso una buona quantità di acqua. Se si sono sufficientemente disidratati, la temperatura del loro corpo può scendere senza pericolo anche al di sotto di 0°C. Questi pesci parzialmente congelati in primavera, quando le temperature divengono più miti, riprendono la loro vita attiva. Ma perché il sangue e i tessuti disidratati non congelano?
Il sangue e i tessuti
Il sangue può considerarsi come una soluzione: la parte liquida che lo compone e il plasma, una soluzione acquosa di sostanze saline e altre sostanze. L’acqua costituisce in peso più del 90% del plasma. Uno dei Sali presenti è il comune sale da cucina.
Il sangue e i tessuti disidratati, avendo perduto acqua e conservando sempre la stessa quantità di sostanze saline disciolte, sono diventati delle soluzioni concentrate. Le soluzioni saline non gelano a 0°C, ma gelano a temperature molto più basse, specie se sono concentrate. Quindi il sangue e i tessuti disidratati esposti ad un forte raffreddamento non gelano; essi restano inalterati, perché non c’è formazione di ghiaccio. Per questo motivo diventa più facile per certi animali, come anfibi e pesci, sopportare i rigori invernali senza alcun danno nei loro organismi.
Anche nelle piante il gelo potrebbe arrecare gravi danni: la diminuzione della temperatura dell’ambiente al di sotto di 0°C avrebbe varie conseguenze tutte dannose per le piante. Che cosa accadrebbe alle piante caducifoglie se le foglie rimanessero attive sui rami?
Il gelo farebbe solidificare l’acqua in ghiaccio con aumento di volume, si romperebbero le pareti cellulari, i tessuti delle foglie morirebbero. Hai mai visto i germogli e le giovani foglie sorpresi dal gelo di una brinata primaverile? Scomparsa la brina, dopo alcuni giorni i germogli e le giovani foglie sono anneriti, morti.
L’acqua nel terreno attorno alle radici gelerebbe: ma, allorché la temperatura salisse un po’ le radici dovrebbero assorbire acqua dal terreno, per avviarla alle foglie. A livello delle foglie poi continuerebbe la traspirazione, cioè l’emissione di acqua allo stato di vapore. Non arrivando più acqua al suolo, ben presto la pianta appassirebbe e morirebbe.
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