CO2 ส่งผลต่อการเปิดปากใบอย่างไร?

เช่นเดียวกับสัตว์อื่นๆ คุณหายใจทางจมูกและปากของคุณ ในทางตรงกันข้าม พืชหายใจผ่านรูเล็กๆ ที่เรียกว่าปากใบที่ด้านล่างของใบ รูพรุนเหล่านี้ยอมให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เข้าและออกซิเจนออก พืชเปิดและปิดปากใบเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมเพื่อให้ได้รับ CO₂ พวกเขาต้องการและหลีกเลี่ยงการทำให้แห้ง

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

พืชหายใจผ่านรูเล็ก ๆ ที่เรียกว่าปากใบที่ด้านล่างของใบซึ่งล้อมรอบด้วยผู้พิทักษ์คู่หนึ่ง เซลล์ที่ขยายตัวหรือหดตัวขึ้นอยู่กับสภาวะแวดล้อม ทำให้ก๊าซไหลเข้าและออกจากได้มากหรือน้อย รูขุมขนกว้าง พืชต้องการCO₂ เพื่อเข้าและO₂ ที่จะออก ปากใบปิดเมื่อมืดและแห้ง เว้นแต่ระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในใบจะเริ่มลดลง

ปัจจัยแวดล้อมที่แตกต่างกันสามประการส่งผลต่อการเปิดและปิดปากใบของพืช ได้แก่ ความเข้มข้นของแสง น้ำ และคาร์บอนไดออกไซด์ ปากใบพืชจะปิดในความมืดและเมื่อสภาพแห้งมาก เนื่องจากเซลล์พืชต้องการคาร์บอนไดออกไซด์ในการสังเคราะห์ด้วยแสง ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์จึงเป็นอีกปัจจัยสำคัญ ถ้าความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในใบเริ่มลดลง พืชจะเปิดปากใบเพื่อให้CO .มากขึ้น₂ สามารถเข้าไปได้แม้ในสภาวะแห้งเมื่อปากใบปกติจะปิด

แต่ละรูของปากใบนั้นล้อมรอบด้วยเซลล์ป้องกันคู่หนึ่งที่มีรูปร่างเหมือนไส้กรอกขนาดเล็ก เซลล์ป้องกันสามารถขยายตัวได้โดยปั๊มไอออนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ เมื่อความเข้มข้นของไอออนภายในเซลล์ป้องกันเพิ่มขึ้น น้ำก็เริ่มไหลเข้าสู่เซลล์และมัน พองตัวจนเริ่มโค้งงอเป็นครึ่งวงกลม เพื่อให้เซลล์ป้องกันทั้งสองรวมกันมีลักษณะเป็น a จดหมาย O ช่องเปิดระหว่างพวกเขาคือรูปากใบและก๊าซจะไหลเข้าหรือออกทางช่องเปิดนี้ หากเซลล์ป้องกันปั๊มไอออนกลับออกไป ในทางตรงกันข้าม น้ำจะเริ่มไหลออกมา และเซลล์ป้องกันจะหดตัวจนดูเหมือนตัวอักษร I ตอนนี้เซลล์ป้องกันทั้งสองขนานกันและอยู่ติดกันอีกครั้ง ดังนั้นรูปากใบจึงถูกปิด

ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่ลดลงทำให้เกิดวิถีทางชีวเคมีที่ทำให้ปากใบเปิดขึ้นอีกครั้ง ยังไม่ได้ระบุส่วนประกอบทั้งหมดของวิถีทางชีวเคมีนี้ แต่ผู้เล่นที่สำคัญที่สุดคือผู้ขนส่งโพแทสเซียมและคลอไรด์ โปรตีนเหล่านี้ปั๊มโพแทสเซียมที่มีประจุบวกและคลอไรด์ไอออนที่มีประจุลบไปทั่วเซลล์ เมมเบรนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นของไอออนที่ทำให้เซลล์ป้องกันหดตัวหรือ บวม.

ยีนจำนวนหนึ่งที่ดูเหมือนจะจำเป็นต่อการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงCO₂ มีการระบุระดับและนักวิทยาศาสตร์ยังคงทำงานเพื่อหาว่าCO .ลดลงอย่างไร₂ เปิดใช้งานการขนส่งโพแทสเซียมและคลอไรด์ไอออน นักวิทยาศาสตร์ควรจะสามารถผสมพันธุ์หรือออกแบบพืชที่ให้ผลผลิตดีกว่าเมื่อพวกเขาเข้าใจกลไกนี้ในรายละเอียดมากขึ้น