science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe beïnvloedt CO2 de opening van de huidmondjes?

Net als veel andere dieren ademt u door uw neus en mond. Planten daarentegen ademen door kleine poriën, huidmondjes genaamd aan de onderkant van hun bladeren. Deze poriën laten kooldioxide toe om binnen te komen en zuurstof om af te sluiten. Planten openen en sluiten hun huidmondjes in reactie op veranderingen in hun omgeving, zodat ze het CO 2 kunnen krijgen dat ze nodig hebben, en voorkomen dat ze uitdrogen.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Planten ademen door kleine poriën, huidmondjes genaamd aan de onderkant van hun bladeren, die omgeven zijn door een paar wachtcellen die uitzetten of samentrekken afhankelijk van de omgevingsomstandigheden, waardoor meer of minder gas in en uit de poriën kan stromen . Planten hebben CO 2 nodig om binnen te komen en O 2 om te verlaten. De huidmondjes sluiten wanneer het donker en droog is, tenzij de kooldioxidegehalte in het blad begint te dalen.

Omgevingsfactoren

Drie verschillende omgevingsfactoren beïnvloeden het openen en sluiten van een stoma van een plant: licht, water- en koolstofdioxideconcentraties. Plant huidmondjes dicht in het donker en als de omstandigheden erg droog zijn. Omdat plantencellen kooldioxide nodig hebben voor fotosynthese, zijn koolstofdioxideconcentraties een andere sleutelfactor. Als de koolstofdioxideconcentraties in het blad beginnen te dalen, opent de plant zijn huidmondjes zodat er meer CO 2 kan binnendringen, zelfs in droge omstandigheden als de huidmondjes normaal gesloten zouden zijn.

Beschermingscellen

Elke stomatale porie is omgeven door een paar wachtcellen in de vorm van kleine worsten. Bewakingscellen kunnen uitzetten door ionen over hun membranen te pompen. Naarmate de ionenconcentratie in de beschermcel stijgt, begint het water de cel in te stromen en het zwelt op totdat het begint te buigen in een halve cirkel, zodat de twee beschermingscellen samen eruitzien als een letter O. De opening tussen hen is de stomatale porie, en gassen stromen in of uit door deze opening. Als de bewakingscellen ionen terugpompen, begint er daarentegen water uit te vloeien en de bewakingscel krimpt totdat het lijkt op een letter I. Nu zijn de twee bewakingscellen evenwijdig en weer aangrenzend, dus de stomatale porie is gesloten .

Koolstofdioxide-detectie

Vallende kooldioxideconcentraties veroorzaken een biochemische route die de huidmondjes opnieuw opent. Niet alle componenten van deze biochemische route zijn geïdentificeerd, maar de belangrijkste spelers zijn kalium- en chloridetransporters. Deze eiwitten pompen positief geladen kalium en negatief geladen chloride-ionen over celmembranen, waardoor de verandering in ionenconcentratie wordt veroorzaakt die ervoor zorgt dat de bewakingscellen krimpen of zwellen.

Overige vragen

Een aantal genen die essentieel lijken te zijn om te reageren op veranderende CO 2-niveaus zijn geïdentificeerd, en wetenschappers werken nog steeds aan het uitzoeken hoe CO 2 de kalium- en chloride-iontransporters activeert. Wetenschappers moeten in staat zijn om gewassen met een betere opbrengst te fokken of te ontwikkelen wanneer zij dit mechanisme in meer detail begrijpen.