34.14: Régulation de la transpiration par les stomates
Pendant la photosynthèse, les plantes acquièrent le dioxyde de carbone nécessaire et libèrent l’oxygène produit dans l’atmosphère. Les ouvertures dans l’épiderme des feuilles végétales sont le site de cet échange de gaz. Une seule ouverture est appelée une stomie— dérivée du mot grec pour « bouche ». Stomata ouvert et fermé en réponse à une variété de repères environnementaux.
Chaque stomie est flanquée de deux cellules de garde spécialisées qui créent une ouverture lorsque ces cellules prennent de l’eau. Le transport des ions régule la quantité d’eau dans les cellules de garde. Lors du déclenchement, les pompes translocalisent les ions d’hydrogène hors de la cellule de garde. Cette hyperpolarisation de la membrane provoque l’ouverture des canaux de potassium à tension et permet aux solutés, tels que les ions de potassium et le saccharose, d’entrer dans les cellules de garde. L’augmentation de la concentration de solutés conduit l’eau dans les cellules de garde, qui s’accumule dans le vacuole. En conséquence, les cellules de garde s’inclinent et se déforment en forme de rein, créant l’ouverture de la stomie. Lorsque les solutés quittent les cellules de garde, l’eau suit, ce qui entraîne un rétrécissement des cellules de garde et la fermeture de l’ouverture.
Une variété de signaux environnementaux et internes déclenche l’ouverture des stomates. Par exemple, la lumière bleue active les récepteurs sensibles à la lumière sur la surface cellulaire qui déclenchent une cascade moléculaire conduisant à l’ouverture des stomates. En outre, lorsque la concentration de dioxyde de carbone tombe dans le tissu foliaire, l’ouverture des stomates est induite afin que les cellules puissent accéder à ce réactif critique de la photosynthèse.
La perte de vapeur d’eau est essentielle pour l’établissement d’une traction transpirante : l’eau s’évapore à la surface des cellules mésophylles et s’échappe dans l’atmosphère par des stomates ouvertes. La perte d’eau crée une traction transpirante qui tire l’eau supplémentaire du sol dans les racines et tout le chemin dans les feuilles.
Lorsque suffisamment d’eau n’est pas disponible, comme dans les conditions de sécheresse, les stomates se ferment. L’acide abscisique d’hormone (ABA) est important dans ce processus, liant aux récepteurs sur les membranes cellulaires de garde et augmentant la concentration intracellulaire de soluté. ABA est également important dans le contrôle circadien de l’ouverture stomatale, causant plus de stomata d’être ouvert en plein jour, et fermé dans l’obscurité.
