كيف تعمل الثغور في التمثيل الضوئي؟

غالبًا ما يتم التقليل من دور الثغور في عملية التمثيل الضوئي. لكن هذه المسام الصغيرة تتحكم في مدخل ثاني أكسيد الكربون وخروج الأكسجين وبخار الماء. في النهاية ، تعمل الثغور على التحكم في معدل التمثيل الضوئي.

تستخدم النباتات عملية التمثيل الضوئي لصنع الجلوكوز. باستخدام طاقة الشمس للجمع بين الماء وثاني أكسيد الكربون ، تصنع النباتات الجلوكوز ، وهو نوع من السكر ، وتطلق الأكسجين ، وهو منتج نفايات من عملية التمثيل الضوئي. يحدث هذا التفاعل الكيميائي في البلاستيدات الخضراء الموجودة في الطبقات الداخلية لأوراق النبات. تحتوي بعض النباتات على أوراق صغيرة جدًا ويتم التمثيل الضوئي في اللحاء أو السيقان.

تتكون المواد الخام لعملية التمثيل الضوئي من ستة جزيئات ماء (6H₂0) وستة ثاني أكسيد الكربون (6CO₂) جزيئات. في معظم النباتات ، تمتص الجذور الماء من التربة. ينتقل الماء عبر نسيج الخشب ، وهو طبقة متخصصة من الخلايا. في بعض النباتات ، يتم امتصاص الماء من خلال الأوراق مباشرة من الهواء. يدخل ثاني أكسيد الكربون ، وهو غاز في الغلاف الجوي ، إلى الورقة من خلال الثغور ، وهي الثقوب الصغيرة في الأوراق (الثغر هو مسام واحد). عندما يدخل الماء مباشرة من الغلاف الجوي ، فإنه يدخل أيضًا إلى الورقة من خلال الثغور. تنتقل هذه المواد الخام إلى البلاستيدات الخضراء في الطبقات الإسفنجية والقصيرة للورقة. تتفاعل المواد الكيميائية ، باستخدام طاقة الشمس التي يمتصها الكلوروفيل في البلاستيدات الخضراء.

ينتج عن التفاعل الكيميائي لعملية التمثيل الضوئي جزيء سكر واحد (الجلوكوز: C₆ح₁₂ا₆) و 6 أزواج أكسجين (6O₂). تخزن النباتات الجلوكوز وتطلق الأكسجين كمنتج نفايات ، مع خروج معظم الأكسجين من النبات عبر الثغور.

كل فغرة (المسام أو الثقب الصغير) محاطة بخلايا حراسة تتوسع وتتقلص وتغلق وتفتح الفتحة. اثنان من ضوابط فتح وإغلاق الثغور هما توازن الماء في النبات وتركيز ثاني أكسيد الكربون. عندما يصبح النبات جافًا ويذبل ، فإن إغلاق ثغور النبات سيحتفظ بالمياه. عندما يزداد مستوى الرطوبة ، تفتح الثغور مرة أخرى. عندما ينخفض ​​مستوى ثاني أكسيد الكربون في الورقة عن المعدل الطبيعي ، حوالي 0.03 في المائة ، تنفتح الثغور لتسمح بدخول المزيد من ثاني أكسيد الكربون.

تتحكم الثغور في تدفق الغازات داخل وخارج الأوراق. أثناء النهار ، عندما ترتفع درجات حرارة الهواء وتكون مستويات ثاني أكسيد الكربون طبيعية أو أعلى من الطبيعي ، تنفتح الثغور ، مما يسمح بدخول ثاني أكسيد الكربون وعملية التمثيل الضوئي. يخرج الأكسجين ، وهو منتج ثانوي سام (للنبات) من عملية التمثيل الضوئي ، من خلال الثغور. في الليل ، يتحد الجلوكوز مع الأكسجين ، ويطلق الطاقة عندما يتحول جزيء الجلوكوز إلى الماء وثاني أكسيد الكربون. يخرج الماء الزائد من خلال الثغور في عملية تسمى النتح. لذلك ، لا تشارك الثغور بشكل مباشر في عملية التمثيل الضوئي. ومع ذلك ، فإن الثغور تتحكم في تدفق ثاني أكسيد الكربون ، وهو عنصر حاسم في عملية التمثيل الضوئي ، وتسمح للأكسجين الزائد بالخروج. تتحكم الثغور أيضًا في تدفق بخار الماء من الورقة ، مما يحد من فقد الماء أثناء الجفاف ويسمح للمياه الزائدة بالخروج.