Infatti, anche limitandoci a considerare le piante d’acqua dolce, questi organismi devono possedere speciali adattamenti per far fronte al principale inconveniente della vita sommersa: la estrema difficoltà degli scambi gassosi. Da un certo punto di vista, si può intravvedere un parallelismo col mondo animale: i mammiferi che riescono a vivere in ambiente acquatico (come delfini, balene e foche) sono profondamente diversi dai loro parenti terrestri, anche per superare lo scoglio dello scambio di gas, nell’acqua meno concentrati che nell’aria. Però dobbiamo tenere presente che gli animali ricercano l'ossigeno, mentre le piante necessitano soprattutto di anidride carbonica (CO2 ), che si combina con l’acqua grazie all’energia ottenuta catturando la radiazione luminosa, nel processo noto come fotosintesi. Da questa complessa reazione biochimica la pianta ricava innanzitutto zuccheri, con cui alimentare la biosintesi di tutte le sostanze che costituiscono i tessuti e gli organi vegetali.

Nell’acqua la CO2 è scarsa, e le piante acquatiche seguono fondamentalmente quattro strategie diverse per procurarsela:

1. alcune galleggiano sulla superficie dell’acqua, come l’erba paperina (Lemna sp. pl.), o l'erba pesce (Salvinia natans) in modo da lasciare le foglie a contatto con l’aria, dove possono approvvigionarsi di CO2 attraverso gli stomi, come le loro parenti terrestri. Da notare che gli stomi sono situati prevalentemente sulla pagina superiore, anziché su quella inferiore come nel caso delle piante terrestri.
2. altre, pur avendo il fusto sommerso, spingono le loro foglie sulla superficie dell’acqua, come le ninfee (Nymphaea sp. pl.) o fuori di essa, come l’erba saetta (Sagittaria sagittifolia); anche in questo caso gli stomi sono situati prevalentemente sulla pagina superiore delle foglie.
3. un piccolo gruppo di piante sommerse (come Lobelia dortmanna) ha affidato lo scambio gassoso alle radici, a contatto con la parte superficiale del substrato dove la concentrazione di CO2 è elevata per effetto della mineralizzazione della sostanza organica. Il trasporto dei gas dalle radici alle foglie e viceversa avviene per diffusione in tessuti specializzati, detti aerenchimi, caratterizzati da ampi spazi vuoti, adatti alla conduzione di gas un po’ come i tubi di un gasdotto.
4. La maggioranza di quelle sommerse (come le specie del genere Aponogeton) è dotata di un meccanismo grazie al quale lo ione bicarbonato (HCO3- ), abbondante nelle acque dolci alcaline e in quelle marine, viene catturato e trasformato in CO2 .

Nel secondo caso, le foglie sono separate dai fusti — di solito rizomatosi — e dalle radici da lunghi piccioli. A causa della distanza dalle foglie, le radici sono esposte al pericolo di mancanza di ossigeno, che viene appunto liberato nelle foglie come prodotto della fotosintesi. Per ovviare a questo problema, le piante hanno piccioli cavi, come tubi, in grado di condurre agevolmente i gas per diffusione verso le radici, per sostenerne il metabolismo cellulare. Anche nel terzo caso le foglie hanno ampi spazi tubulari, che consentono la diffusione di gas. In più, le foglie sono sigillate da una sostanza cerosa, che impedisce alla CO2 , giunta nella foglia, di sfuggire all’esterno. Ma ecco sorgere un altro problema, che affligge anche le piante che hanno adottato la quarta soluzione: nelle piante sommerse viene completamente a mancare la perdita di acqua per evaporazione attraverso gli stomi, che le piante terrestri compensano con l’assorbimento da parte delle radici e il successivo trasporto verso le foglie, dando origine a un flusso di acqua (corrente di traspirazione) dal basso verso l’alto, che consente il trasporto di sostanze assorbite o sintetizzate dalla radice — quali sali minerali e fitormoni - indispensabili per l’attivazione delle zone di crescita a livello degli apici vegetativi. Nelle piante sommerse, manca l’evaporazione a livello degli stomi, e la corrente di traspirazione non viene messa in moto: la pianta deve ricorrere ad un diverso sistema per il trasporto di sostanze dalle radici alle foglie, che chiama in gioco la capacità di pompaggio della radice stessa, che riesce a generare pressione sufficiente a spingere la linfa verso l’alto (pressione radicale), a patto di avere buona disponibilità di ossigeno, dato che questo meccanismo implica un discreto consumo di energia.

L’abilità di estrarre CO 2 dallo ione bicarbonato non è di grande aiuto alle piante che vivono in acquari, dove volume e ricambio di acqua sono ridotti rispetto agli habitat naturali. In un acquario, si può aggiungere CO 2 con un apposito sistema di iniezione, per favorire la funzione fotosintetica. Tra le piante che riescono a vivere sommerse in acquario, se coltivate correttamente, vi sono alcune specie dei generi Alteranthera, Anubias, Aponogeton, Bacopa, Barclaya, Cryptocoryne.

Le piante che hanno fusti e radici sommersi ma foglie galleggianti sono più semplici da coltivare: dato che si approvvigionano di CO2 dall’aria, non necessitano di impianti di iniezione. E’ meglio ospitarle in un acquario aperto, che garantisce un miglior ricambio di aria rispetto a uno chiuso. Hydrocotyle leucocephala, Nymphoides aquatica, Sagittaria subulata e specie dei generi Hygrophila, Myriophyllum, Echinodorus sono esempi di questo tipo.

Ancora più semplici sono le esigenze delle piante interamente galleggianti, che non pongono problemi né per la CO 2 , né per il substrato, come ad esempio Ceratophyllum demersum, Elodea canadensis, Pistia stratiotes, Salvinia natans, Azolla caroliniana, Riccia fluitans, Lemna minor. Queste sono piante adatte per i principianti, che dovranno preoccuparsi solo della presenza di nutrienti nell’acqua: una popolazione di pesci che produce deiezioni ricche in fosforo e azoto e l’aggiunta periodica di cibo per pesci bastano a garantire una crescita vigorosa di queste piante.

• Trasporto dell'acqua in piante acquatiche
• Sopravvivenza delle piante negli acquari