Assorbimento dell'acqua dalle radici

Il contatto fra la superficie della radice e il suolo è fondamentale per l'efficace assorbimento dell'acqua da parte delle radici. Questo contatto fornisce la superficie necessaria per l'assorbimento dell'acqua ed è ampliato dall'accrescimento della radice e dai peli radicali nel suolo. I peli radicali sono delle estensioni microscopiche di cellule epidermiche della radice che aumentano enormemente la sua area di superficie, fornendo una capacità superiore di assorbimento di ioni ed acqua dal suolo. Nel suolo l'acqua viene trasportata fondamentalmente per flusso di massa, ma quando entra in contatto con la superficie della radice la natura del trasporto si fa più complessa ed esistono tre vie attraverso le quali l'acqua può fluire: l'apoplasto, il simplasto e la via transmembrana.

1. Con il termine apoplasto ci riferiamo al sistema continuo di pareti cellulari e di spazi aeriferi intercellulari dei tessuti della pianta che hanno perso il loro citoplasma (per esempio i dotti xilematici e le fibre). Nella via apoplastica l'acqua può muoversi attraverso le pareti cellulari e qualsiasi spazio extracellulare ripieno di acqua (senza attraversare cioè la membrana);
2. Il simplasto è rappresentato dalla continuità di tutto l'intreccio dei citoplasmi cellulari collegati dai plasmodesmi. Nella via simplastica l'acqua si muove viaggiando da cellula a cellula tramite i plasmodesmi. Poiché sia nel simplasto che nell'apoplasto lo spostamento dell'acqua non richiede l'attraversamento di membrane semipermeabili, la forza motrice di rilievo per il flusso di massa è il gradiente di pressione idrostatica;
3. La via transmembrana, è quella seguita dall'acqua che sequenzialmente entra da una parte di una cellula e ne esce dall'altra, entra quindi nella seguente della serie e così via. Siccome bisogna, in questo caso, attraversare le membrane, la forza motrice prevalente è il gradiente totale del potenziale idrico.

Il movimento dell'acqua attraverso la via apoplastica è bloccato dalle bande di Caspary dell'endodermide.
La banda di Caspary è costituita da strisce di parete cellulare impregnate con una sostanza idrofoba, simile alla cera, la suberina, che è una barriera efficace al movimento dell'acqua e dei soluti. Per questo motivo a livello delle bande di Caspary l'acqua deve optare per il passaggio attraverso la membrana e quindi anche all'utilizzazione di acquaporine. Inoltre, bisogna dire che, talvolta le piante mostrano un fenomeno definito pressione radicale. La radice genera pressioni positive assorbendo ioni dalla soluzione diluita del terreno e concentrandoli nello xilema. L'aumento dei soluti nel succo xilematico porta all'aumento del potenziale osmotico dello xilema (Ψs) e quindi alla diminuzione del potenziale idrico (Ψw) xilematico. Questo abbassamento del Ψw xilematico fornisce la forza motrice per l'assorbimento dell'acqua, che a sua volta porta alla pressione idrostatica positiva nello xilema. La pressione radicale, quindi, è più elevata in piante dove il potenziale idrico del suolo è elevato e i tassi di traspirazione sono bassi. Quando le velocità di traspirazione sono superiori, l'acqua viene aspirata così rapidamente dalle foglie e persa nell'atmosfera che non permette mai lo sviluppo di una pressione positiva xilematica.