Effetti dell'emissione di rami epicormici sulla struttura dello xilema in latifoglie decidue

Xylem represents the tissue in charge of transporting water from the roots to the leaves. From the anatomical-histological point of view, that is of the single cells, we have many and detailed information. However, what is lacking is a complete awareness of the overall hydraulic structure and how it can be adjusted with growth. Different models have been formulated over time (such as the Pipe Model, the West-Brown-Enquist model and the Savage et al. model), but each of them appears not completely explanatory. More recently, the Widened Pipe Model (WPM) has been proposed, which could represent an evolution of the WBE model. To verify whether the WPM model can represent an advancement in our knowledge, the predictions of the WPM have been tested in a particular condition of evolution of the crown of a tree following the emission of epicormic branches in trees left after harvesting in a coppice. Woody samples of Acer opalus obtusatum (Waldst & Kit. Ex Willd.) Gams., Carpinus betulus L. and Ostrya carpinifolia Scop. were collected. Cross sections were made, then analyzed with the ROXAS software, to compare the cumulative distributions (CDF) of the size of the cell lumens before and after the emission of epicormic branches. In almost all cases, the changes in the anatomy of the ring predicted by the WPM have been observed, i.e. an increase in the frequency of cells with smaller lumens because they are connected to leaves relatively closed to the base of the stem. For the control plants grown in non-harvested areas, no significant differences between the distributions of the vessels were observed. These results would suggest that in trees there is a relative axial segmentation of the hydraulic paths and each leaf "forms" a bundle of conduits that supplies it; this bundle has conduits which widen towards the base of the stem strictly depending on the distance of the leaves from the stem base. This information might be useful to better understand how the hydraulic system of plants is formed and to make predictions on the distribution of the conduits size at different distance from the tree top.

Lo xilema costituisce il tessuto deputato al trasporto dell’acqua dalle radici alle foglie. Dal punto di vista anatomico-istologico, ossia delle singole cellule, le informazioni che abbiamo sono tantissime e particolareggiate. Invece, non vi è ancora completa consapevolezza sulla struttura idraulica complessiva e come questa si adegui alla crescita della pianta. Nel tempo sono stati formulati alcuni modelli (come il Pipe Model, il modello di West-Brown-Enquist e il modello di Savage et al.), i quali rappresentano delle pietre miliari per il settore, ma ognuno di essi non è completamente soddisfacente. Più recentemente è stato proposto il Widened Pipe Model (WPM), che potrebbe rappresentare un’evoluzione del modello WBE. Per verificare se il modello WPM possa rappresentare un avanzamento nella nostra conoscenza del sistema di conduzione si sono testate le predizioni del WPM in una condizione particolare di evoluzione della chioma a seguito dell’emissione di rami epicormici in matricine dopo una normale ceduazione. Sono stati prelevati campioni legnosi delle specie Acer opalus obtusatum (Waldst & Kit. ex Willd.) Gams., Carpinus betulus L. e Ostrya carpinifolia Scop. Successivamente si sono realizzate delle sezioni trasversali, poi analizzate con il software ROXAS, per confrontare le distribuzioni cumulate (CDF) delle dimensioni dei lumi cellulari pre e post taglio di ceduazione. In quasi tutti i casi si sono osservate le modificazioni dell’anatomia dell’anello predette dal WPM, ossia un aumento della frequenza di cellule con lumi di ridotte dimensioni perché collegate a foglie che sono relativamente vicine alla base del fusto. Per le piante controllo poste in zone non ceduate si è visto che non vi è alcuna differenza significativa fra le distribuzioni dei vasi. Questi risultati confermerebbero che negli alberi vi è una relativa segmentazione assiale dei percorsi per cui ogni foglia “forma” a cascata un fascio di condotti che la alimenta e tale fascio arriva alla base del fusto con elementi la cui dimensione dipende strettamente dalla distanza delle foglie dalla base. Queste informazioni sono sicuramente utili per comprendere meglio come il sistema idraulico delle piante è formato e consentono di fare delle predizioni sulla distribuzione delle dimensioni degli elementi di conduzione a diverse altezze da terra.