Regolazione della traspirazione attraverso gli stomi

Durante la fotosintesi, le piante acquisiscono l’anidride carbonica necessaria e rilasciano l’ossigeno prodotto nell’atmosfera. Aperture nell’epidermide delle foglie di piante è il sito di questo scambio di gas. Una singola apertura è chiamata stomaderivata dalla parola greca per “bocca”. Gli stomi si aprono e chiudono in risposta ad una varietà di fattori ambientali.

Ogni stoma è affiancato da due cellule di guardia specializzate che creano un’apertura quando queste cellule occupano l’acqua. Il trasporto di ioni regola la quantità di acqua nelle cellule di guardia. Quando si innesca, le pompe traslocano gli ioni di idrogeno fuori dalla cellula di guardia. Questa iperpolarizzazione della membrana fa sì che i canali di potassio legati alla tensione si aprano e permettano ai soluti, come gli ioni di potassio e il saccarosio, di entrare nelle cellule di guardia. L’aumento della concentrazione di soluti spinge l’acqua nelle cellule di guardia, che si accumula nel vacuolo. Di conseguenza, le cellule di guardia si chinano e si deformano in una forma a ree, creando l’apertura dello stoma. Quando i soluti lasciano le cellule di guardia, l’acqua segue, con conseguente restringimento delle cellule di guardia e chiusura dello stoma.

Una varietà di segnali ambientali e interni innesca l’apertura di stomi. Ad esempio, la luce blu attiva i recettori sensibili alla luce sulla superficie cellulare che avviano una cascata molecolare che porta all’apertura di stomi. Inoltre, quando la concentrazione di anidride carbonica rientra nel tessuto fogliare, l’apertura degli stomi viene indotta in modo che le cellule possano accedere a questo reattore critico della fotosintesi.

La perdita di vapore acqueo è fondamentale per l’istituzione di attrazione traslitterazionale: l’acqua evapora sulla superficie delle cellule mesofille e fuoriesce nell’atmosfera attraverso stomi aperti. La perdita d’acqua crea un’attrazione trisso che tira acqua aggiuntiva dal terreno nelle radici e fino alle foglie.

Quando l’acqua sufficiente non è disponibile, come in condizioni di siccità, gli stomi si chiudono. L’ormone acido asscisico (ABA) è importante in questo processo, legandosi ai recettori sulle membrane delle cellule di guardia e aumentando la concentrazione di soluzione intracellulare. ABA è anche importante nel controllo circadiano dell’apertura stomatale, causando più stomi per essere aperto alla luce del giorno, e chiuso al buio.