Πώς λειτουργεί το Stomata στη φωτοσύνθεση;

Ο ρόλος των στομάτων στη φωτοσύνθεση συχνά υποτιμάται. Όμως, αυτοί οι μικροσκοπικοί πόροι ελέγχουν την είσοδο διοξειδίου του άνθρακα και την έξοδο οξυγόνου και υδρατμών. Τελικά, τα στοματικά λειτουργούν για τον έλεγχο του ρυθμού φωτοσύνθεσης.

Τα φυτά χρησιμοποιούν φωτοσύνθεση για την παραγωγή γλυκόζης. Χρησιμοποιώντας την ηλιακή ενέργεια για το συνδυασμό νερού και διοξειδίου του άνθρακα, τα φυτά δημιουργούν γλυκόζη, έναν τύπο ζάχαρης και απελευθερώνουν οξυγόνο, ένα απόβλητο προϊόν από τη διαδικασία φωτοσύνθεσης. Αυτή η χημική αντίδραση λαμβάνει χώρα στους χλωροπλάστες που περιέχονται στα εσωτερικά στρώματα των φυτικών φύλλων. Μερικά φυτά έχουν πολύ μικρά φύλλα και η φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα στο φλοιό ή στα στελέχη.

Οι πρώτες ύλες της φωτοσύνθεσης αποτελούνται από έξι μόρια νερού (6Η₂0) και έξι διοξείδιο του άνθρακα (6CO₂μόρια. Στα περισσότερα φυτά, οι ρίζες απορροφούν νερό από το έδαφος. Το νερό ταξιδεύει μέσω του ξυλίου, ένα εξειδικευμένο στρώμα κυττάρων. Σε ορισμένα φυτά, το νερό απορροφάται μέσω των φύλλων, απευθείας από τον αέρα. Το διοξείδιο του άνθρακα, ένα ατμοσφαιρικό αέριο, εισέρχεται στο φύλλο μέσω των στομάτων, οι μικροσκοπικοί πόροι στα φύλλα (ένα στόμα είναι ένας μόνο πόρος). Όταν το νερό εισέρχεται απευθείας από την ατμόσφαιρα, εισέρχεται επίσης στο φύλλο μέσω στομάτων. Αυτές οι πρώτες ύλες ταξιδεύουν στους χλωροπλάστες στα σπογγώδη και στολισμένα στρώματα του φύλλου. Οι χημικές ουσίες αντιδρούν, χρησιμοποιώντας την ενέργεια του ήλιου που απορροφάται από τη χλωροφύλλη στους χλωροπλάστες.

Η χημική αντίδραση της φωτοσύνθεσης έχει ως αποτέλεσμα ένα μόριο σακχάρου (γλυκόζη: C₆Η₁₂Ο₆) και 6 ζεύγη οξυγόνου (6O₂). Τα φυτά αποθηκεύουν τη γλυκόζη και απελευθερώνουν το οξυγόνο ως απόβλητο προϊόν, με το μεγαλύτερο μέρος του οξυγόνου να αφήνει το φυτό μέσω των στομάτων.

Κάθε στόμα (ο μικροσκοπικός πόρος ή τρύπα) πλαισιώνεται από δύο προστατευτικά κύτταρα που διαστέλλονται και συστέλλονται, κλείνοντας και ανοίγοντας το στόμα. Δύο έλεγχοι για το άνοιγμα και το κλείσιμο των στομάτων είναι η ισορροπία νερού της μονάδας και η συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα. Όταν το φυτό αφυδατωθεί και μαραθεί, το κλείσιμο των στομάτων του φυτού θα συγκρατήσει νερό. Όταν αυξάνεται το επίπεδο υγρασίας, τα στομάτα ανοίγουν ξανά. Όταν το επίπεδο διοξειδίου του άνθρακα στο φύλλο μειώνεται κάτω από το φυσιολογικό, περίπου 0,03 τοις εκατό, τα στομάτα ανοίγουν για να αποδεχθούν περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα.

Το Stomata ελέγχει τη ροή των αερίων μέσα και έξω από τα φύλλα. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, όταν οι θερμοκρασίες του αέρα αυξάνονται και τα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα είναι φυσιολογικά ή πάνω από τα φυσιολογικά, τα στομάτα ανοίγουν, επιτρέποντας στο διοξείδιο του άνθρακα να εισέλθει και να πραγματοποιηθεί φωτοσύνθεση. Το οξυγόνο, ένα δηλητηριώδες (στο φυτό) υποπροϊόν της φωτοσύνθεσης, εξέρχεται μέσω των στομάτων. Τη νύχτα, η γλυκόζη ανασυνδυάζεται με οξυγόνο, απελευθερώνοντας ενέργεια καθώς το μόριο γλυκόζης επανέρχεται σε νερό και διοξείδιο του άνθρακα. Η περίσσεια νερού εξέρχεται μέσω των στομάτων σε μια διαδικασία που ονομάζεται διαπνοή. Έτσι, τα στομάτα δεν συμμετέχουν άμεσα στη φωτοσύνθεση. Ωστόσο, τα στομάτα ελέγχουν την εισροή διοξειδίου του άνθρακα, ένα κρίσιμο συστατικό της φωτοσύνθεσης, και επιτρέπουν την έξοδο του υπερβολικού οξυγόνου. Το Stomata ελέγχει επίσης τη ροή των υδρατμών από το φύλλο, περιορίζοντας την απώλεια νερού κατά την ξηρασία και επιτρέποντας την έξοδο υπερβολικού νερού.