Как работят устиците при фотосинтеза?

Ролята на устиците във фотосинтезата често е подценявана. Но тези малки пори контролират влизането на въглероден диоксид и изхода на кислород и водни пари. В крайна сметка устиците функционират, за да контролират скоростта на фотосинтеза.

Растенията използват фотосинтеза, за да произвеждат глюкоза. Използвайки слънчевата енергия за комбиниране на вода и въглероден диоксид, растенията произвеждат глюкоза, вид захар, и отделят кислород, отпадъчен продукт от процеса на фотосинтеза. Тази химическа реакция протича в хлоропластите, съдържащи се във вътрешните слоеве на растителните листа. Някои растения имат много малки листа и фотосинтезата се извършва в кората или стъблата.

Суровините за фотосинтеза се състоят от шест водни молекули (6Н₂0) и шест въглероден диоксид (6CO₂) молекули. В повечето растения корените абсорбират вода от почвата. Водата пътува нагоре през ксилемата, специализиран слой клетки. При някои растения водата се абсорбира през листата, директно от въздуха. Въглеродният диоксид, атмосферен газ, навлиза в листа през устиците, малките пори в листата (стома е една пора). Когато водата влиза директно от атмосферата, тя също навлиза в листата през устиците. Тези суровини преминават в хлоропластите в гъбестите и палисадни слоеве на листата. Химикалите реагират, използвайки слънчевата енергия, погълната от хлорофила в хлоропластите.

Химичната реакция на фотосинтезата води до една захарна молекула (глюкоза: C₆Н₁₂О₆) и 6 двойки кислород (6O₂). Растенията съхраняват глюкозата и освобождават кислорода като отпадъчен продукт, като по-голямата част от кислорода напуска растението през устиците.

Всяка стома (малката пора или дупка) е оградена от две защитни клетки, които се разширяват и свиват, затваряйки и отваряйки стомата. Два контроли за отварянето и затварянето на устиците са водният баланс на растението и концентрацията на въглероден диоксид. Когато растението се дехидратира и изсъхне, затварянето на устицата на растението ще задържа вода. Когато нивото на влага се увеличи, устицата се отваря отново. Когато нивото на въглероден диоксид в листата спадне под нормалното, около 0,03%, устицата се отваря, за да приеме повече въглероден диоксид.

Устиците контролират потока от газове във и извън листата. През деня, когато температурите на въздуха се повишат и нивата на въглероден диоксид са нормални или над нормалните, устиците се отварят, позволявайки на въглеродния диоксид да влезе и да се осъществи фотосинтеза. Кислородът, отровен (за растението) страничен продукт от фотосинтезата, излиза през устицата. През нощта глюкозата се рекомбинира с кислород, освобождавайки енергия, когато молекулата на глюкозата се разпада обратно във вода и въглероден диоксид. Излишната вода излиза през устицата в процес, наречен транспирация. Така че, устиците не участват пряко във фотосинтезата. Устиците обаче контролират притока на въглероден диоксид, критичен компонент на фотосинтезата, и позволяват на излишния кислород да излезе. Stomata също контролират изтичането на водни пари от листата, ограничавайки загубата на вода по време на суша и позволявайки излишната вода да излезе.