Sfondo burger-menu
12 Novembre 2022
7:30

Piante e umani a confronto: di quanta acqua hanno bisogno per sopravvivere? Facciamo un esperimento

Se noi umani dobbiamo bere 2-3 litri d'acqua al giorno, di quanta acqua hanno bisogno le piante? Tanta, molta più di noi perché si nutrono in tutt'altra maniera.

671 condivisioni
Piante e umani a confronto: di quanta acqua hanno bisogno per sopravvivere? Facciamo un esperimento
innaffiare pianta

La vita si è evoluta in un medium idratato ed è a tutti gli effetti dipendente da esso: il metabolismo non può avvenire se manca l’acqua o se la disidratazione è forte. L’acqua è il massimo fattore limitante per la vita delle piante e ne determina distribuzione e produttività. Ma anche gli altri organismi sulla Terra hanno bisogno di acqua e soffrono se non ce n'è, chi più e chi meno in base alle proprie peculiarità.
Per esseri correttamente idratati noi esseri umani abbiamo bisogno di bere quei famosi 2-3 litri di acqua al giorno, ma le piante necessitano di quantità ben superiori alla nostra immaginazione. Quanta e perché?

Esperimento piante VS umani

Baseremo il nostro discorso su uno studio sperimentale (Schulze, 2005) che mette a confronto piante e umani e ne misura il comportamento. Essendo due organismi che sono fisiologicamente diversi è importante considerare e standardizzare le condizioni sperimentali a cui sono sottoposti poiché temperatura, umidità relativa, luce e concentrazione dei gas atmosferici ne impattano le prestazioni (specialmente per le piante che non possono "scappare" ed effettuare avoidance).

bilancio acqua piante e umani
Schema che riassume il bilancio di ossigeno, anidride carbonica e ossigeno richiesto da piante e umani. Illustrazione di Nicole Pillepich

Agli umani serve relativamente poca acqua

Come di certo sapremo, noi umani respiriamo l'ossigeno presente in atmosfera ed emettiamo anidride carbonica come forma di scarto. Tutto sommato noi umani sulla questione respirazione siamo piuttosto fortunati perché innanzitutto l'ossigeno è presente al 21% in atmosfera e poi perché, per una questione di gradienti di concentrazione, questa molecola entra nei nostri polmoni senza troppa difficoltà.

Quando respiriamo ossigeno, però, una piccola parte di vapore acqueo viene persa dai nostri polmoni verso l'esterno. Analizzando cosa entra e cosa esce, per ogni molecola di ossigeno inspirata perdiamo in media 1,3 molecole di acqua, il che ci obbliga a bere relativamente poco.

bere acqua

Se invece, sfortunatamente, per ogni molecola di O2 di input avessimo un numero più elevato di molecole di H2O di output, vorrebbe dire che dovremmo bere molto di più perché respirando ci disidrateremmo velocemente.
I meccanismi per noi umani sono comunque complicati e la quantità di acqua richiesta dal corpo ogni giorno dipende da vari fattori, tra cui la possibilità di evitare situazioni stressanti, temperature elevate e bassa umidità relativa… Ma siamo certamente più fortunati delle piante.

Perché le piante sono sfortunate con l'acqua?

Se ricordate come avviene la fotosintesi clorofilliana, saprete che – in mega sintesi – le piante acquisiscono dall'ambiente la CO2, l'acqua e i nutrienti per ottenere molecole energetiche con cui costruiscono la propria biomassa. Per farlo avranno bisogno di assorbire le sostanze dal terreno ma anche di aprire quei microscopici forellini che possiedono sulle foglie chiamati stomi per far entrare la CO2 che serve per la fotosintesi.
Ed è proprio a causa di questo meccanismo che le piante sono continuamente a rischio disidratazione.

stomi foglia
Stomi di una foglia

Per un problema di equilibri, velocità e di gradienti di diffusione dei gas, se gli stomi si aprono e fanno entrare la CO2 fanno anche uscire vapore acqueo in grandi quantità, similmente a come avviene anche nella nostra respirazione. La differenza sostanziale però sta nei numeri: senza entrare in tecnicismi e perderci in calcoli, possiamo riassumere che il bilancio di CO2 in ingresso rispetto al vapore in uscita è di 1/192. Ciò vuol dire che per ogni molecola di CO2 acquisita vanno perse in atmosfera 192 molecole di H2O, il che obbliga le piante a usare enormi quantità di acqua!
Questo è il dilemma funzionale delle piante: "muoio perché non mangio o mangio e muoio di sete?" Purtroppo su questo, le piante non hanno alternativa, devono lottare ogni giorno per sopravvivere allo stress!

pianta secca

Il problema però è aumentato con il cambiamento climatico e con le conseguenti modifiche nella disponibilità dell’acqua a livello mondiale che alterano le risposte degli ecosistemi e della vegetazione (che a loro volta influenzano i cambiamenti globali stessi). In futuro potremmo assistere ad un peggioramento significativo delle condizioni ambientali, della copertura vegetale e della produttività, effetti che stanno già accadendo sotto i nostri occhi senza accorgercene.

Quanta acqua usano le piante giornalmente?

Facciamo qualche esempio: l’abete in media usa 200 litri di acqua al giorno, la quercia in estate ne usa fino a 500 litri al giorno e alcune specie tropicali ne usano fino a 1000 litri. Sono numeri altissimi che facciamo addirittura difficoltà a immaginare.
Ma dove va a finire tutta quest'acqua? Che uso ne fa la pianta?
Gran parte dell'acqua assorbita, come accennato sopra, viene persa in atmosfera

innaffiare girasole

Vi proponiamo un'immagine molto semplice e d'effetto: in estate in un'ora una foglia di girasole perde in atmosfera l’equivalente della quantità totale di acqua che contiene (ma questa viene sostituita continuamente).
Se fossimo delle foglie di girasole perderemmo ogni ora 35-40 kg di acqua che dovremmo recuperare continuamente bevendo. Questo perché, se prendiamo come riferimento un adulto dal peso medio di 70 kg, l'acqua che compone il nostro corpo ne ricopre il 50-60% circa.
Ve lo immaginate? Dovremmo bere ogni ora almeno 35 litri d'acqua per sostituire quella persa!

Bibliografia
Stan D. Wullschleger, F. C. Meinzer, R. A. Vertessy, A review of whole-plant water use studies in tree, Tree Physiology, Volume 18, Issue 8-9, August 1998, Pages 499–512, https://doi.org/10.1093/treephys/18.8-9.499
Avatar utente
Nicole Pillepich
Redattrice
Credo non esista una parola giusta per definirmi: sono naturalista, ecologa, sognatrice e un po’ artista. Disegno da quando ho memoria e ammiro il mondo con occhio scientifico e una punta di meraviglia. Mi emoziono nel capire come funziona ciò che mi circonda e faccio di tutto per continuare a imparare. Disegno, scrivo e parlo di ciò che amo: natura, animali, botanica e curiosità.
Sfondo autopromo
Cosa stai cercando?