Hoe beïnvloedt CO2 de opening van huidmondjes?

Net als veel andere dieren adem je door je neus en mond. Planten daarentegen ademen door kleine poriën die huidmondjes worden genoemd aan de onderkant van hun bladeren. Door deze poriën kan koolstofdioxide naar binnen en zuurstof naar buiten. Planten openen en sluiten hun huidmondjes als reactie op veranderingen in hun omgeving, zodat ze de CO. kunnen krijgen₂ ze nodig hebben en voorkom uitdrogen.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Planten ademen door kleine poriën genaamd huidmondjes aan de onderkant van hun bladeren, die worden omgeven door een paar bewakers cellen die uitzetten of krimpen, afhankelijk van de omgevingsomstandigheden, waardoor meer of minder gas in en uit de kan stromen poriën. Planten hebben CO. nodig₂ om binnen te komen en uit te gaan₂ verlaten. Huidmondjes sluiten wanneer het donker en droog is, tenzij het kooldioxidegehalte in het blad begint te dalen.

Drie verschillende omgevingsfactoren beïnvloeden het openen en sluiten van een plantenstoma: licht-, water- en kooldioxideconcentraties. Plant huidmondjes in het donker en als de omstandigheden erg droog zijn. Omdat plantencellen koolstofdioxide nodig hebben voor fotosynthese, zijn kooldioxideconcentraties een andere belangrijke factor. Als de kooldioxideconcentraties in het blad beginnen te dalen, opent de plant zijn huidmondjes zodat er meer CO

Elke stomatale porie is omgeven door een paar wachtcellen in de vorm van kleine worstjes. Bewakingscellen kunnen uitzetten door ionen over hun membranen te pompen. Naarmate de ionenconcentratie in de bewakingscel stijgt, begint water de cel in te stromen en het zwelt op totdat het in een halve cirkel begint te buigen, zodat de twee wachtcellen samen eruit zien als een letter O. De opening ertussen is de stomatale porie en gassen stromen in of uit door deze opening. Als de bewakingscel daarentegen ionen terug naar buiten pompt, begint er water uit te stromen en krimpt de bewakingscel totdat het op een letter I lijkt. Nu zijn de twee wachtcellen weer evenwijdig en aangrenzend, dus de stomatale porie is gesloten.

Dalende kooldioxideconcentraties veroorzaken een biochemisch pad waardoor de huidmondjes weer opengaan. Nog niet alle componenten van deze biochemische route zijn geïdentificeerd, maar de belangrijkste spelers zijn kalium- en chloridetransporters. Deze eiwitten pompen positief geladen kalium- en negatief geladen chloride-ionen door de cel membranen, die de verandering in ionenconcentratie aandrijven die ervoor zorgt dat de wachtcellen ofwel krimpen of zwellen.

Een aantal genen die essentieel lijken te zijn voor reactie op veranderende CO₂ niveaus zijn geïdentificeerd en wetenschappers zijn nog steeds bezig om erachter te komen hoe dalende CO₂ activeert de kalium- en chloride-ionentransporters. Wetenschappers zouden in staat moeten zijn gewassen met een betere opbrengst te veredelen of te ontwikkelen als ze dit mechanisme beter begrijpen.