Attività fotosintetica e crescita in condizioni naturali

Aspetti ecologici della fotosintesi

Crescita e competizione

• Le piante hanno crescita indeterminata

• La competizione per lo spazio, sopra e sotto terra, prosegue per tutta la vita anche se si tratta di organismi immobili

• La chioma e le radici cambiano forma e dimensioni nel tempo

• Ciò si riflette nella loro crescita

Risposte fotosintetiche alla luce di una foglia

Confronto fra specie

• Da foglia a foglia, da individuo a individuo, da specie a specie, le curve di risposta variano.

• Particolari differenze si riscontrano fra specie marcatamente eliofile e specie sciafile

Punti di compensazione per la luce ed efficienza quantica

Come si riflette questo nella crescita?

Il bilancio fra respirazione e fotosintesi nell’intera pianta si

riflette nella sua crescita

• E’ quindi basilare valutare la capacità fotosintetica delle foglie

• Altrettanto importante è il rapporto fra tessuti fotosintetici ed organi non fotosintetici che respirano, che può variare moltissimo nelle piante

Da che cosa dipende la fotosintesi massima di una

specie?

• La correlazione con la concentrazione di clorofille non è significativa

• La correlazione con l’attività della rubisco è elevata

Clorofille a+b (mg/m2)

A bassa concentrazione le clorofille totali limitano l’efficienza quantica

A scala molto differente, dobbiamo considerare la struttura

delle chiome

• L’ombra prodotta, e la disponibilità di luce all’interno della chioma, dipende dalla forma delle foglie

Triticum aestivum

Estinzione della luce

Le curve di estinzione della luce nelle chiome, e di distribuzione dell’area fogliare nei diversi strati, ci permettono di valutare la produttività in condizioni di piena luce e la stratificazione della vegetazione.

Può assumere importanza anche nelle praterie, per specie erbacee di altezza non molto elevata

Esempio

• La curva rappresenta la percentuale di luce alle diverse altezze

• Gli istogrammi orizzontali rappresentano la distribuzione delle aree fogliari, distinte per graminacee (in bianco) e trifogli (in nero)

Anche in un semplice prato possiamo incontrare situazioni estremamente differenti, che danno origine a chiome con una capacità di utilizzo della luce molto differente.

Il LAI ottimale può essere fortemente differente, più basso per situazioni tipo la colonna a destra, più elevato in caso di stratificazione maggiore.

Crescita e successioni vegetali

• L’indice di area fogliare (LAI) e gli indici di stratificazione che possono essere desunti da misure ottiche di estinzione della luce, assieme alla capacità fotosintetica delle foglie, appaiono influenzare la crescita.

Esempio di successione ben nota

• Viene illustrata una successione ben studiata delle zone temperato-fredde, con descrizione delle sue fasi, dei principali cambiamenti, della produttività e della biomassa

Successione primaria a Glacier Bay, Alaska

La rigenerazione di ecosistemi forestali segue l’andamento descritto, in tempi spesso più

brevi

Ecosistemi naturali ed artificiali seguono queste regole