Cos’è la cellula vegetale?

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La definizione moderna di cellula è: “Minima unità biologicamente attiva, delimitata da una membrana selettiva, capace di autoriproduzione anche in assenza di altre cellule.”
Le cellule sono state scoperte solo nel 1664 da Robert Hooke, che osservò al microscopio una sezione di sughero e propose il termine cellula (piccola cella) (Figura 1).

  • Fig.1 Disegno di Hooke del sughero osservato al microscopio

In realtà Hooke non stava osservando una cellula ma quello che rimane di un tessuto morto vegetale: la sua parete. Questo è il compartimento esterno alla membrana plasmatica presente in tutte le cellule vegetali.

Le cellule eucariote vegetali sono generalmente più grandi delle cellule animali, ma condividono con esse molti organuli e strutture estremamente simili. Hanno infatti entrambe le membrane (plasmatica, del nucleo e dei perossisomi), i mitocondri, i perossisomi, il nucleo, i ribosomi, il reticolo endoplasmatico, l’apparato del Golgi, i lisosomi e il citoscheletro.
In aggiunta le cellule vegetali (Figura 2) hanno:
1. una parete cellulare cellulosica
2. i vacuoli
3. i plastidi

  • Fig.2 Cellula Eucariotica MyGrass

Parete cellulare: è costituita principalmente da cellulosa e racchiude la cellula limitandone il volume. Essendo semirigida contribuisce alla struttura della pianta seguendo anche l’aumento di volume delle singole cellule. Ha anche una funzione protettiva, di barriera contro l’ingresso dei patogeni delle piante.
Non bisogna pensare però che le cellule siano isolate tra loro, infatti il succo cellulare (il citoplasma) di cellule adiacenti, è in collegamento attraverso dei canali, i plasmodesmi che permetteno una distribuzione uniforme di acqua, ioni e altre molecole.
I Vacuoli: è una specie di bolla racchiusa da membrane e contenenti soluzioni acquose ricche di molte sostanze disciolte. Hanno diverse funzioni:
– strutturale: il vacuolo occupa il 90% del volume cellulare, le sostanze in esso disciolte richiamano acqua per osmosi e fanno gonfiare la cellula che non scoppia perchè provvista di parete. Si ottiene così il turgore che permette alla piante di sostenersi.
– stoccaggio: i prodotti di scarto o tossici prodotti dalle cellule sono immagazzinati nel vacuolo. In questo modo le piante si potreggono dai loro predatori con sostanze velenose o semplicemente disgustose.
I Plastidi: vi sono diversi tipi di plastidi con diverse funzioni. I più importanti sono i cloroplasti, contengono il pigmento verde della clorofilla e al loro interno avviene la fotosintesi. Ci sono poi i cromoplasti, che contengono i pigmenti rossi, arancioni e gialli che danno il colore agli organi delle piante come i fiori.
Infine i leucoplasti che sono la sede di deposito e immagazzinamento dell’amido.

Dimensione delle cellule
La dimensione delle cellule varia da 0,1 nano metri fino a circa 50cm, queste ultime sono ovviamente un’eccezione.
Perchè le cellule sono sempre piccole? Bisogna partire dalla geometria e introdurre il concetto di superficie relativa.
Prenderemo come esempio un cubo.
La superficie relativa (SR) è dato dal rapporto tra superficie totale del corpo (S) e il suo volume (V), conoscendo il lato (l) per il cubo la superficie si calcola come S=6l² mentre il volume V=l³ quindi:

SR= S/V → 6l²/ l³ → 6/l

Più il lato aumenta più la superficie relativa diventa piccola e viceversa.
Un corpo ha una superficie relativa maggiore se è costituito da tante piccole unità piuttosto che da una sola entità grande, di volume pari alla somma di quelle piccole (Figura 3).

  • Fig.3 Volume e superficie della cellula

Più una cellula è piccola, più ha un rapporto superficie volume elevato, che le permette di ottimizzare gli scambi con l’esterno attraverso la sua superficie sia per immagazzinare nutrienti che per espellera gli scarti.
La materia vivente contenuta nelle cellule può mantenersi tale solo se riceve materiali dall’esterno e se si libera dai rifiuti che produce, quindi solo se può effettuare scambi con l’esterno. La quantità di scambi necessaria ad una cellula è proporzionale alla quantità di materia vivente che la costituisce, quindi al suo volume, mentre la quantità di scambi possibile è proporzionale alla superficie di contatto con l’ambiente esterno.

A cura del Dott. In Produzione e Protezione delle Piante
Alessandro Maggioni

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