Esperimento scientifico: il pittore delle piante
Scopo
Dimostrare il processo di assorbimento e traspirazione che avviene nelle piante.
Materiali
Alcuni garofani bianchi (o cavolo cinese, o gambi di sedano con le foglie, o altri fiori bianchi)
colorante alimentare
acqua di rubinetto
bicchieri o vasetti di vetro trasparente.
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra il processo di assorbimento e traspirazione che avviene nelle piante
. decidiamo di quale colore ci piacerebbe far diventare il nostro fiore
. riempiamo il contenitore di vetro con acqua di rubinetto
. aggiungiamo il colorante alimentare all’acqua
. mettiamo il fiore scelto nell’acqua colorata
. possiamo eseguire questo esperimento con più fiori e più vasetti, mettendo in ognuno un colore diverso
. se utilizziamo il sedano o il cavolo cinese (o un fiore con un gambo abbastanza grosso,) possiamo provare a colorare lo stesso gambo con colori diversi, tagliando il gambo in due sezioni e immergendo ognuna in un colore diverso
. per osservare i risultati di questo esperimento bisognerà essere pazienti: per alcuni fiori serviranno poche ore, per altri potrebbero essere necessari 1 o 2 giorni
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
L’acqua viaggia verticalmente lungo gli steli e raggiunge foglie e fiori. Lo possiamo appurare con questo esperimento: l’acqua colorata del bicchiere arriva a colorare foglie e fiori.
Nelle piante non sono presenti strutture che spingono l’acqua dal basso verso l’alto, ma processi chimico fisici diversi agiscono insieme per permettere all’acqua di raggiungere fiori e foglie. Questi processi sono: osmosi, capillarità, traspirazione.
L’acqua del terreno passa per osmosi all’interno delle radici attraversando la loro membrana cellulare. All’interno delle radici c’è una concentrazione di sali maggiore di quella del terreno, e per questo la pressione aumenta. la membrana costituita dalle cellule epidermiche: si crea un gradiente di concentrazione tra l’esterno (soluzioni poco concentrate nel terreno) e l’interno della pianta (soluzioni molto concentrate nelle cellule). La pressione che si crea si chiama “pressione radicale”, ed è abbastanza forte da spingere l’acqua fino ad altezze maggiori di quanto permetta la capillarità.
Se consideriamo i minuscoli diametri dei vasi in cui scorrono acqua e sali minerali, è chiaro che la capillarità svolge un ruolo importante nella salita dell’acqua dalla radice alla foglia.
Tuttavia, anche la capillarità e la pressione radicale insieme non basterebbero a far salire l’acqua fino alla cima di un sequoia.
Il terzo elemento che permette all’acqua di salire all’interno della pianta è la pressione negativa che si crea nella pianta per effetto della traspirazione, cioè l’evaporazione dell’acqua dalle foglie. L’evaporazione avviene perché il sole, scaldando le foglie, porta l’acqua dallo stato liquido a quello gassoso (vapore).
Più del 90 per cento dell’acqua assorbita da una pianta viene persa per traspirazione, cioè eliminata attraverso le foglie. Questo processo che potrebbe sembrare uno spreco di energia e di acqua, genera nei vasi una depressione che aspira i liquidi verso l’alto.
La depressione dipende dalla dimensione della chioma e dall’intensità del calore solare, ma si calcola che può raggiungere le 15 atmosfere, cioè permette la risalita dei liquidi fino agli oltre 100 metri delle sequoie.
Proviamo a mettere un vaso in una stanza buia e una in una stanza soleggiata: quali garofani traspirano di più? Saremo in grado di dirlo perché il fiore con il colore più intenso sarà quello che ha traspirato di più.
