La fotosintesi delle piante
La fotosintesi delle piante è la capacità di ottenere energia dalla luce che, in acquario, è molto probabilmente artificiale, a meno che non si sia deciso di collocarlo vicino ad una finestra e quindi direttamente esposto alla luce diretta del sole.
Le cellule fotosintetiche poste all’interno delle foglie e degli steli contengono un pigmento, chiamato clorofilla, con il compito di scindere la molecola di H2O in idrogeno ed ossigeno.
L’idrogeno, grazie alla sua facilità nel formare legami, lega l’anidride carbonica e l’ossigeno per formare glucosio, uno zucchero idrosolubile, stoccato come fonte di nutrimento nella parte superiore delle radici delle piante (come per esempio i rizomi). Da tale processo, scaturisce una certa quantità di ossigeno che viene così liberata in acqua per essere utilizzata dagli altri organismi, come per esempio dai pesci e dai batteri.
Il glucosio, essendo idrosolubile, viene convertito velocemente in composti dell’amido insolubili. Tali composti possono venir facilmente riconvertiti in glucosio e quindi trasportati lungo la pianta.
Esistono dei fattori che favoriscono la fotosintesi: la luce, la temperatura, l’anidride carbonica e la disponibilità dei nutrienti, come i micro e i macronutrienti. E’ sempre il fattore meno disponibile a limitare la fotosintesi clorofilliana delle piante in acquario.
La luce
In natura le piante tropicali ricevono circa 12 ore di luce solare al giorno. In acquario, tale quantitativo di luce artificiale, comporterebbe l’insorgenza e la prolificazione degli organismi competitivi meno evoluti: le alghe. Tale quantità, inoltre, porterebbe, per via di un’eccessiva sintesi, al logorio delle foglie delle piante, in particolare modo per le piante a crescita lenta, abituate a crescere con luce bassa o in penombra.
Tra queste piante si annoverano: L’Anubias barteri (sia nella variante barteri che nana), congensis e lanceolata, l’Aponogeton elongatus e madagascariensis, la Cryptocoryne affinis, lutea e walkeri, la Lemna minor, la Microsorium pteropus, la Spathiphyllum wallisii e la Vesicularia dubyana.
Se le piante sopracitate dovessero ricevere grandi quantità di luce, si troverebbero a fotosintetizzare eccessivamente, entrando in uno stato di carenza nutrizionale, nonostante la presenza di grandi quantità di nutrienti.
La temperatura
Come accennato nell’articolo dedicato ai valori ed ai parametri dell’acqua, un aumento di temperatura causa un incremento del metabolismo delle piante, ma anche dei pesci e degli invertebrati. Inoltre, un aumento di 10° C fa raddoppiare la velocità di fotosintesi; tuttavia, se tale aumento diventa eccessivo, le piante smettono di effettuare la fotosintesi, di crescere e, infine, muoiono. Quando aumenta la temperatura, sempre all’interno del range ottimale, aumenta anche la necessità di assorbire i nutrienti, la luce e l’anidride carbonica.
L’anidride carbonica
Le piante prendono l’anidride carbonica dall’acqua e dal substrato. Quando essa scarseggia (situazione alquanto frequente negli acquari), alcune piante, specie d’acqua dura, come la Vallisneria o l’Egeria densa (chiamata anche Elodea densa), hanno imparato, adattandosi, a legare i minerali presenti in acqua, per poi scinderli in carbonati ed estrapolare il carbonio e, di conseguenza, l’anidride carbonica di cui hanno bisogno per effettuare la fotosintesi.
Ci sono piante che si sono adattate alle scarse quantità di anidride carbonica, facendo emergere le foglie al di sopra della superficie d’acqua, dove è presente una maggiore quantità di questo gas; altre ancora, come le piante galleggianti Nymphaea, vivendo sulla superficie dell’acqua, estraggono la CO2 direttamente dall’aria sovrastante.
In acquario ci sono diversi modi per garantire il giusto fabbisogno di anidride carbonica alle piante. Si possono utilizzare dei diffusori che costantemente garantiscano il fabbisogno giornaliero del gas in questione.
Ultimamente, sono stati messi in commercio anche dei prodotti liquidi, venduti come sostitutivi dell’anidride carbonica, come la gluteraldeide, con lo scopo di permettere una crescita veloce e sana, a discapito delle concorrenti meno evolute, ovvero le alghe.
L’anidride carbonica disciolta in acqua lega i minerali, come per esempio il calcio, formando i bicarbonati che hanno il compito di incrementare la durezza dell’acqua e di preservare l’effetto tampone. Se l’anidride carbonica dovesse mancare, le piante saranno costrette ad utilizzare i bicarbonati, inducendo la durezza carbonatica ed il PH a delle pericolose oscillazioni diurne e notturne.
Il ciclo diurno e notturno del PH
Durante le 24 ore i processi di fotosintesi fanno aumentare i livelli di ossigeno e del PH, mentre di notte, quando la produzione di ossigeno viene a mancare per via dell’arresto della fotosintesi, aumentano i valori di anidride carbonica e dei relativi acidi carbonici, abbassando così i valori del PH.
Variazioni superiori ad 1° di PH portano a far soffrire sia la flora che la fauna presenti in acquario. Come affrontato nell’articolo la chimica dell’acqua, variazioni di 1° di PH (che sia verso l’acidità o l’alcalinità) corrispondono, in base alla scala logaritmica, ad uno sbalzo (maggiore o minore) di ben 10 volte.
Durante la respirazione che avviene sia di giorno che di notte, le piante utilizzano l’ossigeno e rilasciano anidride carbonica. La fotosintesi ha il principale compito di immagazzinare energia sotto forma di glucosio, producendo ossigeno come elemento di scarto; la respirazione, invece, la rilascia sotto forma di anidride carbonica. Con la fotosintesi le piante producono più ossigeno di quanto ne consumino con la respirazione.
Quando la fotosintesi viene interrotta per la mancanza di luce, le piante, insieme ai pesci ed ai batteri, possono portare la quantità di ossigeno a livelli deficitari. Durante la notte, infatti, solitamente si consiglia di aumentare maggiormente l’attività ossigenante del filtro, garantendo una buona aerazione e un buon movimento superficiale. Di giorno, tuttavia, tale movimento dev’essere ridotto, per permettere alle piante di assorbire i nutrienti necessari alla fotosintesi ed alla crescita.