Kuinka Stomata toimii fotosynteesissä?

Stomatan rooli fotosynteesissä on usein aliarvostettu. Mutta nämä pienet huokoset hallitsevat hiilidioksidin sisäänpääsyä ja hapen ja vesihöyryn poistumista. Viime kädessä stomata toimii fotosynteesin nopeuden säätämiseksi.

Kasvit käyttävät fotosynteesiä glukoosin tuottamiseen. Käyttämällä auringon energiaa veden ja hiilidioksidin yhdistämiseen kasvit tuottavat glukoosia, eräänlaista sokeria, ja vapauttavat happea, fotosynteesiprosessin jätettä. Tämä kemiallinen reaktio tapahtuu kloroplastien sisällä kasvin lehtien sisäkerroksissa. Joillakin kasveilla on hyvin pienet lehdet ja fotosynteesi tapahtuu kuoressa tai varrissa.

Fotosynteesin raaka-aineet koostuvat kuudesta vesimolekyylistä (6H₂0) ja kuusi hiilidioksidia (6CO₂) molekyylejä. Useimmissa kasveissa juuret imevät vettä maaperästä. Vesi kulkee ylöspäin ksyleemin läpi, joka on erikoistunut solukerros. Joissakin kasveissa vesi imeytyy lehtien läpi, suoraan ilmasta. Hiilidioksidi, ilmakehän kaasu, tulee lehteen stomaten, lehtien pienien huokosten kautta (stoma on yksi huokos). Kun vesi tulee suoraan ilmakehästä, se tulee myös lehteen stomatan kautta. Nämä raaka-aineet kulkeutuvat kloroplasteihin lehden huokoisissa ja palisade-kerroksissa. Kemikaalit reagoivat käyttämällä aurinkoenergiaa, jonka klorofylli absorboi kloroplastissa.

Fotosynteesin kemiallinen reaktio johtaa yhteen sokerimolekyyliin (glukoosi: C₆H₁₂O₆) ja 6 happiparia (6O₂). Kasvit varastoivat glukoosin ja vapauttavat hapen jätetuotteena, jolloin suurin osa hapesta poistuu kasvista stomatan kautta.

Kukin stoma (pieni huokos tai reikä) reunustaa kaksi vartijasolua, jotka laajenevat ja supistuvat sulkemalla ja avaamalla stoman. Kaksi säätimen avautumisen ja sulkeutumisen valvontaa ovat laitoksen vesitasapaino ja hiilidioksidipitoisuus. Kun kasvi kuivuu ja haihtuu, kasvien stomaten sulkeminen pitää vettä. Kun kosteustaso nousee, stomatat avautuvat jälleen. Kun lehden hiilidioksiditaso laskee alle normaalin, noin 0,03 prosentin, stomatat avautuvat päästämään enemmän hiilidioksidia.

Stomatat hallitsevat kaasujen virtausta lehdistä sisään ja ulos. Päivän aikana, kun ilman lämpötila nousee ja hiilidioksiditaso on normaali tai normaalia korkeampi, stomatat avautuvat, jolloin hiilidioksidi pääsee sisään ja fotosynteesi tapahtuu. Happi, myrkyllinen (kasville) fotosynteesin sivutuote, poistuu stomatasta. Yöllä glukoosi rekombinoituu hapen kanssa ja vapauttaa energiaa, kun glukoosimolekyyli hajoaa takaisin veteen ja hiilidioksidiin. Ylimääräinen vesi poistuu stomatasta prosessissa, jota kutsutaan transpirationiksi. Stomatat eivät siis osallistu suoraan fotosynteesiin. Stomat kontrolloivat kuitenkin hiilidioksidin, fotosynteesin kriittisen komponentin, sisäänvirtausta ja antavat ylimääräisen hapen poistua. Stomata säätelee myös vesihöyryn virtausta ulos lehdestä, mikä rajoittaa veden menetystä kuivuuden aikana ja antaa ylimääräisen veden poistua.