Hvordan påvirker CO2 åpningen av stomata?

Som mange andre dyr puster du gjennom nese og munn. Planter, derimot, puster gjennom små porer som kalles stomata på undersiden av bladene. Disse porene tillater karbondioksid å komme inn og oksygen kan komme ut. Planter åpner og lukker stomata som svar på endringer i miljøet slik at de kan få CO₂ de trenger, og unngå å tørke ut.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Planter puster gjennom små porer kalt stomata på undersiden av bladene, som er omgitt av et par vakter celler som utvides eller trekker seg sammen avhengig av miljøforholdene, slik at mer eller mindre gass kan strømme inn og ut av porene. Planter trenger CO₂ å gå inn og O₂ å gå ut. Stomata lukkes når det er mørkt og tørt, med mindre karbondioksidnivået inne i bladet begynner å falle.

Tre forskjellige miljøfaktorer påvirker åpningen og lukkingen av en plantestoma: konsentrasjoner av lys, vann og karbondioksid. Plantestomata lukkes i mørke og når forholdene er veldig tørre. Siden planteceller trenger karbondioksid for fotosyntese, er karbondioksidkonsentrasjoner en annen nøkkelfaktor. Hvis karbondioksidkonsentrasjonen inne i bladet begynner å falle, vil planten åpne stomata slik at mer CO

Hver stomatalpore er omgitt av et par beskyttelsesceller formet som små pølser. Vaktceller kan ekspandere ved å pumpe ioner over membranene. Når ionekonsentrasjonen inne i beskyttelsescellen stiger, begynner det å strømme vann inn i cellen og den svulmer til den begynner å bøye seg inn i en halvcirkel, slik at de to beskyttelsescellene sammen ser ut som en bokstav O. Åpningen mellom dem er stomatalporen, og gasser strømmer inn eller ut gjennom denne åpningen. Hvis beskyttelsescellen pumper ioner ut igjen, begynner derimot vann å strømme ut av den, og beskyttelsescellen krymper til den ser ut som en bokstav I. Nå er de to beskyttelsescellene parallelle og tilstøtende igjen, så stomatalporen er lukket.

Fallende karbondioksidkonsentrasjoner utløser en biokjemisk vei som gjør at stomata åpnes igjen. Ikke alle komponentene i denne biokjemiske banen er identifisert ennå, men de viktigste aktørene er transportører av kalium og klorid. Disse proteinene pumper positivt ladet kalium og negativt ladede klorioner over cellen membraner, som driver endringen i ionekonsentrasjon som får beskyttelsescellene til enten å krympe eller hovne opp.

En rekke gener som ser ut til å være avgjørende for respons på endring av CO₂ nivåer er identifisert, og forskere jobber fremdeles med å finne ut hvordan fallende CO₂ aktiverer transportørene av kalium og klorid. Forskere bør kunne avle eller konstruere avlinger med bedre avkastning når de forstår denne mekanismen mer detaljert.