Garofani colorati

Cosa imparerà

• Che le piante hanno dei tubicini (xilema) che portano l'acqua dalla radice (o dal taglio) fino alle foglie e ai petali.
• Che l'acqua sale soprattutto «tirata» dall'evaporazione da foglie e petali (traspirazione), con l'aiuto della capillarità.
• Che ogni vaso dello stelo alimenta una parte precisa del fiore: per questo lo stelo diviso dà un fiore di due colori.
• A osservare e registrare un cambiamento lento con una scala, a orari fissi.

Prepara prima

• Compra i garofani il giorno stesso o quello prima e tienili in acqua pulita fino all'inizio.
• Stampa i pezzi A, B e C al 100 % su cartoncino.
• Comincia al mattino: così dopo 2 h e dopo 6 h i bambini ci sono ancora per osservare, e il giorno dopo vedono il risultato finale.
• Scegli un posto luminoso ma senza sole diretto forte, lontano dai termosifoni: una finestra esposta a nord o un tavolo ben illuminato.
• Scrivi su ogni bicchiere il colore e l'ora di inizio.

Materiali e attrezzi

• Garofani bianchi — 4 (3 colori + 1 per lo stelo diviso) da comprare
  freschi, con lo stelo di almeno 25 cm; se hanno foglie, meglio
• Colorante alimentare liquido — 20–30 gocce per bicchiere (≈ 1,5 ml)
  blu, rosso e verde; il blu è quello che si vede meglio
• Bicchieri o barattoli trasparenti — 5 (uno per colore + due per lo stelo diviso)
  200–250 ml, stretti e alti perché il fiore non cada; i due dello stelo diviso, uguali
• Acqua tiepida — 100 ml per bicchiere
  a 25–30 °C (tiepida al dito): viene assorbita più in fretta di quella fredda
• Cartoncino sottile o cartoncino — 1 pezzo di 20 × 20 cm
  per il supporto dello stelo diviso (A) e i coperchi-supporto (B)
• Nastro adesivo — 10 cm
  perché lo stelo diviso non si spacchi di più
• Gambo di sedano con foglie (esperimento) — 1
  della parte interna, con foglie verde-giallastre

Attrezzi

• Forbici da potatura o forbici robuste — tagliare l'estremità dello stelo sott'acqua
• Taglierino — dividere lo stelo in due per il lungo adulto
• Ciotola con acqua — tagliare gli steli immersi
• Lente d'ingrandimento — vedere le venature colorate nei petali e i puntini nella sezione del sedano
• Righello e orologio — misurare la lunghezza dello stelo e annotare gli orari di osservazione

Pezzi e sagome

• A · Supporto per lo stelo diviso ×1 — cartoncino sottile o cartoncino da 300 g/m²
• B · Coperchio-supporto del bicchiere ×3 — cartoncino da 300 g/m²
• C · Scala di colore dei petali ×1 — carta

Passo passo

1. Prepara i bicchieri

   Riempi 3 bicchieri con 100 ml di acqua tiepida (25–30 °C), cioè fino a metà di un bicchiere da 200 ml. Scrivi su ogni bicchiere il suo colore e l'ora.

2. Aggiungi tanto colorante

   Versa 20–30 gocce di colorante in ogni bicchiere (blu, rosso e verde) e mescola con un cucchiaino finché il colore è uniforme e intenso.

   Verifica: L'acqua deve essere così scura che quasi non si vede attraverso il bicchiere.

3. Misura e togli le foglie basse

   Misura ogni stelo con il righello dalla base del fiore e fai un segno con il pennarello a 18–20 cm (il fiore sporgerà ≈ 10 cm dal bicchiere). Non tagliare ancora: la parte in più si taglia su quel segno sott'acqua nel passaggio successivo. Togli le foglie che finirebbero nell'acqua e lascia quelle in alto.

   Trucco: Le foglie che restano fuori aiutano a «tirare» l'acqua; quelle immerse marciscono.

4. Taglia sott'acqua

   Immergi in una ciotola d'acqua la parte bassa dello stelo finché il segno è sott'acqua, e taglia sul segno in diagonale con le forbici, senza tirarlo fuori dall'acqua. Il pezzo in più cade nella ciotola. Spostalo nel bicchiere colorato in meno di 5 secondi.

   Verifica: Il taglio è netto, non schiacciato. Se le forbici schiacciano, usa le forbici da potatura o un taglierino (adulto).

5. Sistema i fiori

   Metti un fiore in ogni bicchiere, facendo passare lo stelo nel coperchio-supporto B, in modo che l'estremità tagliata resti 3–5 cm sott'acqua e il fiore stia dritto.

6. Prepara lo stelo diviso adulto

   Con il quarto garofano, l'adulto divide lo stelo a metà per il lungo con il taglierino, dal basso fino a 10–12 cm di altezza. Avvolgi lo stelo con un giro di nastro proprio sopra la fine del taglio perché non si spacchi di più.

7. Monta i due bicchieri

   Accosta due bicchieri uguali, uno con 100 ml di acqua blu e l'altro con 100 ml di rossa. Appoggiaci sopra il supporto A con la fessura proprio sopra il punto in cui si toccano. Fai passare lo stelo nella fessura e metti ogni metà in un bicchiere.

   Verifica: Le due metà sono immerse per almeno 3 cm, ognuna nel suo colore. Se non arrivano, aggiungi acqua dello stesso colore.

8. Lascia in un posto luminoso

   Metti tutti i bicchieri in un posto luminoso, senza sole diretto forte e senza correnti del riscaldamento. La luce e l'aria secca accelerano la traspirazione.

9. Osserva dopo 2 h e dopo 6 h

   Guarda da vicino i petali con la lente e dai a ogni fiore un punteggio da 0 a 4 con la scala C. Di solito il colore compare prima come linee sottili sui bordi dei petali.

   Verifica: Dopo 2–6 h, il blu dovrebbe già vedersi sui bordi (livello 1–2).

10. Osserva il giorno dopo

    Dopo 24 h dai di nuovo un punteggio ai fiori. Confronta i colori: quale è arrivato più lontano? Guarda il fiore dello stelo diviso: una metà dovrebbe essere blu e l'altra rossa.

11. Guarda dentro lo stelo adulto

    Alla fine, l'adulto taglia uno stelo in orizzontale 5 cm sopra l'acqua. Con la lente vedrai dei puntini colorati in cerchio: sono i vasi dello xilema, i tubicini da cui è salita l'acqua.

12. Metti in ordine

    L'acqua con il colorante alimentare si può buttare nel lavandino con abbondante acqua. I fiori durano altri 4–7 giorni: cambia l'acqua colorata con acqua pulita perché si conservino.

Funziona? La prova

Dai a ogni fiore un punteggio da 0 a 4 con la scala C a 0, 2, 6 e 24 ore.

Cosa deve succedere: Con garofani bianchi e blu intenso: livello 1–2 (venature sui bordi) dopo 2–6 h e livello 3–4 dopo 24 h. Il rosso e il verde sono un po' più lenti o si vedono più pallidi. Il fiore dello stelo diviso viene con una metà per colore.

Se qualcosa non va

• Dopo 24 h il fiore è ancora bianco — I vasi dello stelo si sono tappati con l'aria al momento del taglio, oppure il fiore era vecchio o di una specie poco assorbente. Soluzione: Taglia di nuovo 2 cm sott'acqua e rimetti il fiore nel bicchiere. Usa garofani freschi.
• Si tinge pochissimo — Poco colorante o un colore poco visibile (giallo, arancione). Soluzione: Raddoppia il colorante (40–60 gocce) e usa blu o rosso intenso.
• Il fiore si piega o appassisce — Lo stelo non arriva bene all'acqua o fa molto caldo. Soluzione: Verifica che il taglio sia 3–5 cm sott'acqua e allontana i fiori dal sole diretto e dai termosifoni.
• Lo stelo diviso si spacca fino in cima — Manca il nastro o il taglio è stato fatto con le forbici. Soluzione: Taglia con il taglierino e metti un giro di nastro proprio sopra la fine del taglio prima di separare le metà.
• Si tinge solo una metà del garofano bicolore — Una delle due metà non è immersa o si è seccata all'aria. Soluzione: Aggiungi acqua di quel colore finché copre 3 cm della metà e accorcia di 1 cm la sua estremità sott'acqua.
• L'acqua del bicchiere non scende per niente — Non c'è traspirazione: fiore senza foglie in un posto freddo e umido, oppure vasi dello stelo ostruiti. Soluzione: Porta il fiore in un posto più luminoso e asciutto e taglia di nuovo lo stelo sott'acqua.

Sicurezza

• Il taglierino per dividere lo stelo lo usa un adulto, tagliando verso il basso su un'asse.
• Il colorante macchia i vestiti, il legno e le mani: metti della carta di giornale sotto i bicchieri e usa vestiti vecchi.
• Se usi inchiostro per stilografica al posto del colorante alimentare, non è commestibile: tieni i bicchieri lontani dai bambini piccoli e dagli animali domestici.
• I garofani non sono commestibili; lavati le mani dopo aver maneggiato fiori comprati (possono contenere prodotti conservanti).

La scienza che c'è dietro

Per i bambini

Le piante bevono con dei tubicini sottilissimi che hanno dentro lo stelo, come se fossero cannucce. Quando il sole e l'aria asciugano un pochino le foglie e i petali, il fiore «succhia» acqua da quelle cannucce per non seccarsi. Siccome la nostra acqua ha il colorante, il colore viaggia con lei fino in cima e resta a dipingere i petali bianchi. Se dividiamo lo stelo in due, alcune cannucce bevono blu e altre rosso, e per questo il fiore viene di due colori.

Per l'adulto

L'acqua sale lungo lo xilema, un fascio di vasi morti e lignificati di 20–200 µm di diametro. La sola capillarità (legge di Jurin, h ≈ 15 mm·mm/r) solleverebbe l'acqua solo di qualche centimetro in vasi di quella misura; il motore principale è la traspirazione: l'acqua evapora dagli stomi delle foglie e dai petali, si crea una tensione nella colonna d'acqua e, grazie alla coesione tra le molecole (legami a idrogeno) e alla loro adesione alle pareti, tutta la colonna viene «tirata» verso l'alto (teoria della coesione-tensione). Per questo la luce, l'aria secca e la presenza di foglie accelerano la colorazione, mentre una bolla d'aria nel taglio (embolia) la blocca: ecco perché si taglia sott'acqua. I coloranti alimentari sono molecole solubili che viaggiano con l'acqua e si depositano dove questa evapora, soprattutto sui bordi dei petali, dove finiscono le nervature. Lo stelo diviso dimostra che i fasci vascolari sono paralleli e che ciascuno rifornisce un settore del fiore. L'acqua tiepida ha una viscosità minore e un po' meno gas disciolti, e all'inizio viene assorbita più in fretta.

• xilema: i tubicini dello stelo da cui sale l'acqua.
• capillarità: salita dell'acqua in tubi molto sottili perché si «attacca» alle loro pareti.
• traspirazione: uscita di acqua sotto forma di vapore da foglie e petali; è ciò che fa salire l'acqua.
• stomi: pori minuscoli delle foglie da cui esce il vapore acqueo.
• embolia: bolla d'aria che tappa un tubicino dello stelo e non lascia passare l'acqua.

Per età

• 5–7 anni: L'adulto taglia gli steli e divide quello del garofano bicolore. Il bambino versa il colorante contando le gocce, mette i fiori e li guarda con la lente la mattina dopo. Concentrati su «il fiore beve con delle cannucce».
• 8–10 anni: Fanno tutto tranne il taglierino, danno i punteggi con la scala a orari fissi e fanno l'esperimento con e senza foglie.
• 11–12 anni: Progettano un esperimento con una sola variabile (foglie, temperatura, luce), segnano il livello dell'acqua per misurare quanti ml ha traspirato ogni fiore e fanno un grafico del livello di colore in funzione del tempo. Osservano la sezione del sedano con la lente e disegnano i fasci.

In gruppo o in classe

Squadre di 3–4 bambini, ognuna con 2 garofani e una variabile diversa (con/senza foglie, tiepida/fredda, blu/rosso, stelo diviso). Materiale per 6 squadre: 12–14 garofani, 3 flaconi di colorante, 14 bicchieri. Montaggio in 30 min al mattino; osservazioni di 5 min dopo la ricreazione e a fine giornata; confronto finale di 20 min il giorno dopo mettendo alla lavagna i risultati di tutte le squadre.

Sfide

• Ottieni un garofano di tre colori dividendo lo stelo in tre (suggerimento: tre bicchieri piccoli accostati).
• Ottieni il colore viola senza mescolare coloranti nel bicchiere.
• Scopri quanti ml d'acqua «beve» un garofano in 24 h segnando il livello del bicchiere e misurando con una siringa.
• Prova con una foglia di cavolo cinese o di lattuga bianca: si vedono le nervature colorate?

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