Πώς επηρεάζει το CO2 το άνοιγμα των Stomata;

Περιεχόμενο

• TL · DR (Πολύ μακρύ;
• Περιβαλλοντικοί παράγοντες
• Φρουρά κυττάρων
• Ανίχνευση διοξειδίου του άνθρακα
• Επόμενες ερωτήσεις

Όπως και πολλά άλλα ζώα, αναπνέετε από τη μύτη και το στόμα σας. Τα φυτά, αντίθετα, αναπνέουν μέσα από μικροσκοπικούς πόρους που ονομάζονται stomata στην κάτω πλευρά των φύλλων τους. Αυτοί οι πόροι επιτρέπουν το διοξείδιο του άνθρακα να εισέλθει και το οξυγόνο να βγει. Τα φυτά ανοίγουν και κλείνουν τα στομάχια τους ως ανταπόκριση στις αλλαγές στο περιβάλλον τους, ώστε να μπορούν να πάρουν το CO₂ που χρειάζονται, και αποφύγετε το στέγνωμα.

TL · DR (Πολύ μακρύ;

Τα φυτά αναπνέουν μέσα από τους μικροσκοπικούς πόρους που ονομάζονται stomata στην κάτω πλευρά των φύλλων τους, οι οποίοι περιβάλλονται από ένα ζευγάρι κυττάρων προστασίας που διαστέλλονται ή συστέλλονται ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες, επιτρέποντας περισσότερο ή λιγότερο αέριο να ρέει μέσα και έξω από τους πόρους. Τα φυτά χρειάζονται CO₂ να εισέλθουν και O₂ για έξοδο. Τα στομάτα κλείνουν όταν είναι σκοτεινά και στεγνά, εκτός εάν τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στο εσωτερικό του φύλλου αρχίσουν να πέφτουν.

Περιβαλλοντικοί παράγοντες

Τρεις διαφορετικοί περιβαλλοντικοί παράγοντες επηρεάζουν το άνοιγμα και το κλείσιμο μιας φυτικής stoma: φωτός, νερού και διοξειδίου του άνθρακα. Τα φυτά stomata κοντά στο σκοτάδι και όταν οι συνθήκες είναι πολύ ξηρές. Δεδομένου ότι τα φυτικά κύτταρα χρειάζονται διοξείδιο του άνθρακα για τη φωτοσύνθεση, οι συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα είναι άλλος σημαντικός παράγοντας. Εάν οι συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα στο εσωτερικό του φύλλου αρχίσουν να πέφτουν, το εργοστάσιο θα ανοίξει τα stomata του έτσι ώστε περισσότερο CO₂ μπορεί να εισέλθει, ακόμη και σε ξηρές συνθήκες όταν τα στομάτα συνήθως κλείνουν.

Φρουρά κυττάρων

Κάθε στοματικός πόρος περιβάλλεται από ένα ζευγάρι κυττάρων φύλαξης διαμορφωμένα σαν μικροσκοπικά λουκάνικα. Τα προστατευτικά κύτταρα μπορούν να διογκωθούν με άντληση ιόντων στις μεμβράνες τους. Καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση ιόντων μέσα στην κυψέλη προστασίας, το νερό αρχίζει να ρέει μέσα στο κύτταρο και διογκώνεται μέχρι να αρχίσει να κάμπτεται σε ημικύκλιο, έτσι ώστε τα δύο φύλλα προστασίας να μοιάζουν μαζί με ένα γράμμα Ο. Το άνοιγμα μεταξύ τους είναι το ο πόθος του στόματος και τα αέρια εισέρχονται ή εξέρχονται από αυτό το άνοιγμα. Εάν το προστατευτικό κύτταρο αντλεί τα ιόντα πίσω, αντίθετα, το νερό αρχίζει να ρέει έξω από αυτό και το στοιχείο φύλαξης συρρικνώνεται μέχρι να μοιάζει με ένα γράμμα I. Τώρα τα δύο προστατευτικά κύτταρα είναι παράλληλα και γειτονικά ξανά, έτσι ο στοματικός πόρος είναι κλειστός .

Ανίχνευση διοξειδίου του άνθρακα

Οι μειούμενες συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα προκαλούν μια βιοχημική οδό που κάνει τα στομάτα να ανοίξουν ξανά. Δεν έχουν ταυτοποιηθεί όλα τα συστατικά αυτής της βιοχημικής οδού, αλλά οι σημαντικότεροι παράγοντες είναι οι μεταφορείς καλίου και χλωριούχου. Αυτές οι πρωτεΐνες αντλούν θετικά φορτισμένο κάλιο και αρνητικά φορτισμένα ιόντα χλωρίου σε κυτταρικές μεμβράνες, οδηγώντας τη μεταβολή της συγκέντρωσης ιόντων που προκαλεί τη συρρίκνωση ή τη διόγκωση των προστατευτικών κυττάρων.

Επόμενες ερωτήσεις

Ορισμένα γονίδια που φαίνεται να είναι απαραίτητα για την ανταπόκριση στην αλλαγή CO₂ τα επίπεδα έχουν προσδιοριστεί και οι επιστήμονες εξακολουθούν να εργάζονται για να καταλάβουν πώς μειώνεται η CO₂ ενεργοποιεί τους μεταφορείς ιόντων καλίου και χλωρίου. Οι επιστήμονες θα πρέπει να μπορούν να καλλιεργούν ή να καλλιεργούν καλλιέργειες με καλύτερη απόδοση όταν κατανοούν λεπτομερέστερα αυτόν τον μηχανισμό.