I cactus assorbono e immagazzinano anidride carbonica di notte, poi aspettano il giorno per completare le reazioni dipendenti dalla luce. Immagine di DGustafson.

Hai mai pensato a quanta acqua ti serve in un giorno? O di quanta acqua hanno bisogno le piante in un giardino? La maggior parte delle persone deve bere almeno mezzo gallone di acqua in un giorno per rimanere in salute. Sono circa quattro galloni d’acqua in una settimana. Alcune piante hanno bisogno anche di più. Gli esseri umani e molte piante, compresa la frutta e la verdura che mangiamo, hanno bisogno di molta acqua ogni giorno. Stare mesi senza acqua sembra impossibile.

Tuttavia, alcune piante si sono adattate a fare proprio questo. Per esempio, alcuni cactus possono sopravvivere per mesi senza pioggia. Prosperano in molti deserti del mondo in condizioni calde e secche.

Che cos’è un cactus?

I cactus sono ben adattati a sopravvivere nelle lunghe, secche e calde stagioni estive. Immagine di Miwasatoshi.

I cactus (plurale per cactus) sono un tipo di pianta succulenta. Le succulente hanno un interno simile a una spugna che immagazzina molta acqua. C’è anche un’epidermide molto spessa e cerosa che copre l’esterno della pianta. Epidermide viene da due parole: “epi” significa copertura e “dermis” significa pelle.

Le succulente di solito non hanno foglie normali come gli alberi. Invece, le spine di un cactus sono le loro foglie. A differenza delle foglie degli alberi che fotosintetizzano, le spine sono diventate dure e taglienti per proteggersi dagli animali. I cactus fanno la fotosintesi nell’epidermide ed è per questo che l’intera pianta sembra verde.

Vivere senza acqua

Quando piove nel deserto, i cactus assorbono rapidamente grandi quantità di acqua attraverso le loro radici. L’interno di un cactus è come una spugna, quindi può contenere una tonnellata di acqua. Infatti, alcuni cactus saguaro possono contenere fino a 2.000 libbre (907 chilogrammi) di acqua. I cactus sopravvivono grazie a quest’acqua durante i periodi di siccità senza pioggia.

I cactus vivono per mesi senza acqua perché hanno bisogno di quantità molto piccole di acqua per fare la fotosintesi. Le piante perdono molta acqua quando aprono i loro stomi per ottenere anidride carbonica per la fotosintesi, specialmente nei deserti caldi e secchi. I cactus perdono meno acqua aprendo gli stomi solo di notte. La notte è più fresca e meno secca, il che significa che meno acqua evapora dalla pianta.

La maggior parte dell’anidride carbonica entra nelle piante attraverso gli stomi che sono piccole aperture sorvegliate da cellule. La maggior parte degli stomi si trova nelle foglie delle piante. Clicca per maggiori dettagli.

Respirare di notte

Anche se i cactus ottengono l’anidride carbonica di cui hanno bisogno di notte, la fotosintesi ha ancora bisogno della luce solare. I cactus immagazzinano l’anidride carbonica che assumono durante la notte nelle loro cellule sotto forma di una sostanza chimica chiamata acido malico.

Nelle piante CAM, l’anidride carbonica viene raccolta solo di notte, quando gli stomi si aprono. Clicca per maggiori dettagli.

Durante il giorno, l’acido malico viene riconvertito in anidride carbonica. Con il sole splendente, le reazioni luminose possono creare energia per il ciclo di Calvin e l’anidride carbonica può essere convertita in zuccheri. Questo tipo di fotosintesi è conosciuto come Metabolismo Acido Crassulaceo a causa dello stoccaggio dell’anidride carbonica durante la notte come acido.

Come i biologi continuano a studiare la fotosintesi nelle piante, stanno imparando che più piante dei cactus usano il CAM. Per esempio, alcune piante possono accendere e spegnere la CAM. Alcune piante acquatiche usano addirittura la fotosintesi CAM. Le piante CAM si trovano in tutto il mondo e dimostrano un importante adattamento delle piante al loro ambiente quando l’acqua o l’anidride carbonica scarseggiano.

Immagini via Wikimedia Commons. Immagine della pianta del ghiaccio di Frank Vincentz.
Sezione trasversale delle foglie e ciclo luce/buio di Sabine Deviche.