مثل العديد من الحيوانات الأخرى ، تتنفس من خلال أنفك وفمك. على النقيض من ذلك ، تتنفس النباتات من خلال مسام صغيرة تسمى الثغور على الجانب السفلي من أوراقها. تسمح هذه المسام بدخول ثاني أكسيد الكربون والخروج من الأكسجين. تفتح النباتات وتغلق ثغورها استجابة للتغيرات في بيئتها حتى يتمكنوا من الحصول على ثاني أكسيد الكربون2 يحتاجون إليها ، وتجنب الجفاف.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
تتنفس النباتات من خلال مسام صغيرة تسمى الثغور على الجانب السفلي من أوراقها ، والتي يحيط بها زوج من الواقي الخلايا التي تتمدد أو تنكمش اعتمادًا على الظروف البيئية ، مما يسمح بتدفق كمية أكبر أو أقل من الغاز داخل وخارج المسام. النباتات تحتاج ثاني أكسيد الكربون2 للدخول و O2 للخروج. تنغلق الثغور عندما تكون مظلمة وجافة ، ما لم تبدأ مستويات ثاني أكسيد الكربون داخل الورقة في الانخفاض.
العوامل البيئية
تؤثر ثلاثة عوامل بيئية مختلفة على فتح وإغلاق فغرة النبات: تركيزات الضوء والماء وثاني أكسيد الكربون. تغلق الثغور النباتية في الظلام وعندما تكون الظروف جافة جدًا. نظرًا لأن الخلايا النباتية تحتاج إلى ثاني أكسيد الكربون من أجل التمثيل الضوئي ، فإن تركيزات ثاني أكسيد الكربون هي عامل رئيسي آخر. إذا بدأت تركيزات ثاني أكسيد الكربون داخل الورقة في التساقط ، فسيفتح النبات ثغوره بحيث يزداد ثاني أكسيد الكربون
2 يمكن أن تدخل ، حتى في ظل الظروف الجافة عندما يتم إغلاق الثغور عادة.الخلايا الحامية
كل مسام في الثغور محاطة بزوج من الخلايا الحامية على شكل نقانق صغيرة. يمكن أن تتوسع خلايا الحراسة عن طريق ضخ الأيونات عبر أغشيتها. مع ارتفاع تركيز الأيونات داخل الخلية الحامية ، يبدأ الماء في التدفق إلى الخلية وهي يتضخم حتى يبدأ في الانحناء إلى نصف دائرة ، بحيث تبدو خليتا الحرس معًا مثل a الحرف O. الفتحة بينهما هي مسام الفم ، وتتدفق الغازات إلى الداخل أو الخارج من خلال هذه الفتحة. إذا قامت الخلية الحامية بضخ الأيونات للخارج ، على النقيض من ذلك ، يبدأ الماء في التدفق خارجها ، وتتقلص خلية الحماية حتى تبدو مثل الحرف الأول. الآن خليتا الحرس متوازيتان ومتجاورتان مرة أخرى ، لذلك يتم إغلاق مسام الفم.
استشعار ثاني أكسيد الكربون
يؤدي انخفاض تركيزات ثاني أكسيد الكربون إلى مسار كيميائي حيوي يعيد فتح الثغور. لم يتم تحديد جميع مكونات هذا المسار البيوكيميائي حتى الآن ، ولكن أهم اللاعبين هم ناقلات البوتاسيوم والكلوريد. تضخ هذه البروتينات البوتاسيوم المشحون إيجابياً وأيونات الكلوريد سالبة الشحنة عبر الخلية تؤدي إلى التغيير في تركيز الأيونات الذي يتسبب في تقلص الخلايا الحامية أو تقلصها تضخم.
الأسئلة المتبقية
عدد من الجينات التي يبدو أنها ضرورية للاستجابة لتغير ثاني أكسيد الكربون2 تم تحديد المستويات ، ولا يزال العلماء يعملون لمعرفة كيفية انخفاض ثاني أكسيد الكربون2 ينشط ناقلات أيونات البوتاسيوم والكلوريد. يجب أن يكون العلماء قادرين على تربية أو هندسة محاصيل ذات عائد أفضل عندما يفهمون هذه الآلية بمزيد من التفصيل.