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Iceland certainly represents a land of infinite contrasts; and it is among these contrasts that, set between two tongues of volcanic desert, suddenly opens a scene like that. At first glance it might appear a landscape not so different from those that it is possible to see in our Alps and Prealps, often characterized by reeds at different stages, if it where not for the presence of the imposing glacial tongue of Vatnajökull on one side, and the ocean a few hundred meters from the other. This compression of environments and landscapes creates unique places, where flora and fauna manage to carve out very particular ecological niches.
The arctic rush (Juncus arcticus) portrayed in the picture is a perfect example.
For an inexperienced eye, this small swamp might seem a very favorable place for the growth of vegetation; after all, since childhood we are used to considering water as the "food" of plants. The reality of the facts, however, is very different, and the solutions that allow the rush (but also the other reeds) to grow and prosper in such an environment are far from obvious.
The soil covered with water, in fact, represents for every plant a not negligible (and sometimes lethal) problem. If it is certainly true that plants "consume" carbon dioxide to "produce" oxygen, it is equally true that, like any other living being, they still require a certain amount of oxygen to perform their functions. The root, in particular, represents a very active district from a metabolic point of view and, precisely for this reason, needs a constant supply of this gas. Although they are normally buried, the soil has many micro-cavities, which are filled with air and provide the plant with the necessary oxygen. If the soil is flooded, the small cavities are filled with water, that completely eliminate the air that can no longer reach the roots. Furthermore, extracting oxygen from water is much more complicated than one might think; just think of the structures used by the fish, very different from ours.
The rush, and reeds in general, have therefore developed particular adaptations useful for colonizing these environments which, precisely because they are complicated, present low competition. In the specific case, the tissue that forms the roots comprises numerous communicating cavities, which extend for a few centimeters in the emerged stem; these cavities allow the storage of oxygen which will then be used in the submerged areas.
Another not insignificant problem concerning the supply of nutrients. In fact, soils are generally enriched by the decomposition of the dead organic matter that is deposited there. The lack of oxygen in flooded soil, however, greatly complicates the decomposition, leaving room for numerous anaerobic decomposers that, unlike the aerobic ones, produce as waste a lot of metabolites that are toxic to the other organisms. The roots of aquatic plants have therefore developed particular systems to limit the intake of these substances and detoxification mechanisms that are based on the use of pumps, whose operation, however, further increases the oxygen demand for the production of ATP.
At last, what is most surprising is the great resilience of a vegetation that, cyclically, is apparently destroyed by floods and volcanic eruptions that are not rare. The structure itself of these plants, however, returns the solution to the problem. What is observed emerging from the mud and water is only the terminal part of the plant, whose main body, stem or rhizome, is instead underground and with a horizontal development. In the rhizome the reserve substances produced by the photosynthetic cane are also stored; this guarantees the plant the possibility of surviving and resuming its cycle even in case of destruction of the external part. This allows the rushes to resist a considerable amount of stress, among which it is certainly possible to frame both the frost and the fire that inhabit Iceland.
L'Islanda rappresenta sicuramente una terra dagli infiniti contrasti; ed è tra questi contrasti che, incastonata tra due lingue di deserto vulcanico, si apre all'improvviso una scena del genere. A prima vista potrebbe apparire un panorama non troppo diverso da quelli che caratterizzano le nostre Alpi e Prealpi, spesso caratterizzate da fragmiteti a diversi stadi, non fosse per la presenza dell'imponente lingua glaciale del Vatnajökull da un lato, e dall'oceano a poche centinaia di metri dall'altro. Questa compressione di ambienti e paesaggi crea luoghi unici, in cui flora e fauna riescono a ritagliarsi nicchie ecologiche del tutto particolari.
Il giunco artico (Juncus arcticus) ritratto in foto ne è un esempio perfetto.
Per un occhio inesperto, questa piccola palude potrebbe sembrare un luogo estremamente propizio per la crescita di vegetazione; dopotutto, fin da bambini siamo abituati a considerare l'acqua come "il cibo" delle piante. La realtà dei fatti, però, è ben diversa, e le soluzioni che permettono al giunco (ma anche ai canneti nostrani) di crescere e prosperare in un ambiente del genere sono tutt'altro che scontate.
Il suolo coperto di acqua, infatti, rappresenta per qualsiasi pianta un problema non trascurabile e, talvolta, letale. Se è certamente vero che le piante "consumano" anidride carbonica per "produrre" ossigeno, è altrettanto vero che, come ogni altro essere vivente, esse necessitano comunque di una certa quantità di ossigeno per svolgere le proprie funzioni. La radice, in particolare, rappresente un distretto molto attivo dal punto di vista metabolico e, proprio per questo motivo, necessita di un apporto costante di questo gas. Nonostante esse siano di norma sotterrate, il suolo presenta molte micro-cavità, che si riempiono di aria e garantiscono alla pianta l'ossigeno necessario. Se il suolo è allagato, le piccole cavità si riempiono di acqua, eliminando completamente l'aria che non riesce più a raggiungere le radici. Estrarre ossigeno dall'acqua, inoltre, è molto più complicato di quanto si possa pensare; basti pensare alle stutture utilizzate dai pesci, molto diverse dalle nostre.
Il giunco, e le canne in generale, hanno sviluppato allora particolari adattamenti utili per colonizzare questi ambienti che, proprio perché complicati, presentano bassa competizione. Nel caso specifico, il tessuto che forma le radici comprende numerose cavità comunicanti, che si estondono per alcuni centimetri nel fusto emerso; queste cavità permettono di immagazzinare ossigeno che verrà poi utilizzato nelle zone sommerse.
Un altro problema non trascurabile riguardo l'apporto di nutrienti. I suoli, infatti, vengono generalmente arricchiti tramite la decomposizione della materia organica morta che vi si deposita. La mancanza di ossigeno in un suolo allagato, però, complica notevolmente la decomposizione, lasciando spazio a numerosi decompositori anaerobici che, a differenza di quelli aerobici, producono come metaboliti di scarto numerose sostanze tossiche per gli altri organismi. Le radici delle piante acquatiche hanno quindi sviluppato sistemi particolari per limitare l'assunzione di queste sostanze e meccanismi di detossificazione che si basano sull'utilizzo di pompe, il cui funzionamento, però, aumenta ulteriormente la richiesta di ossigeno per la produzione di ATP.
Infine, ciò che più sorprende è la grande resilienza di una vegetazione che, ciclicamente, viene apparentemente distrutta da inondazioni e eruzioni vulcaniche per nulla rare. La struttura stessa di queste piante, però, restituisce la soluzione al problema. Ciò che si osserva emergere dal fango e dall'acqua rappresenta solo la parte terminale della pianta, il cui corpo principale, fusto o rizoma, è invece sotterraneo e a sviluppo orizzontale. Nel rizoma vengono inoltre immagazzinate le sostanze di riserva prodotte dalla canna fotosintetica; questo garantisce alla pianta la possibilità di sopravviere e riprendere il proprio ciclo anche in caso di distruzione della parte esterna. Questo permette alle canne di resistere a una notevole quantità di stress, tra cui sicuramente è possibile inquadrare sia il gelo che il fuoco che abitano l'Islanda.
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| Standard | |
| 24.08.2018 | |
| 04.00 PM | |
| 63°59'27.9"N, 16°53'44.6"W |
Immagine CC0 Creative Commons, si ringrazia @mrazura per il logo ITASTEM.
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Sources
- Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn. Raven biology of plants.
- W.H. Patrick, Jr. et al. (1985). Plant nutrient behavior in Flooded Soil.
- W.H. Patrick, Jr. (1975). Effect of alternate aerobic and anaerobic conditions on redox potential, organic matter decomposition and nitrogen loss in a flooded soil.