Welche Funktion haben Stomata im Pflanzengewebe?

Die Stomata sind Strukturen oder kleine Poren (Ostiole), die sich in der Epidermis (äußeres Gewebe) von Pflanzen befinden, oft auf der Unterseite der Blätter, dh im unteren Teil des Blattes, und die den Austausch von Gasen zwischen ihnen ermöglichen die Pflanze und die Umwelt. Pflanzenepidermiszellen sind normalerweise dick und länglich, und ihre Kontinuität wird durch Stomata unterbrochen, die sich auch überall auf der Pflanze befinden können, außer an der Wurzel.

Der stomatale Apparat

Jedes Stoma ist wiederum aus anderen Strukturen und Zelltypen zusammengesetzt, um den Stomaapparat zu bilden. Neben der Pore , durch die Gase wie CO ₂ , Wasserdampf und Sauerstoff ein- und austreten, besteht die Anatomie des Stomas aus zwei Schutzzellen (auch Schutzzellen genannt), die von Hilfszellen (auch Schutzzellen genannt ) umgeben sind Anhang oder Begleitzellen). Die Pore und der Satz von Verschluss- und Hilfszellen bilden die substomatale Höhle (Atemhöhle des Stomas).

Stomata sind für viele wichtige physiologische Prozesse in Pflanzen verantwortlich. Durch die Spaltöffnungen gelangt CO ₂ , das als Rohstoff zur Herstellung von Kohlenhydraten im Prozess der Photosynthese verwendet wird, wo Sauerstoff als Nebenprodukt entsteht, das in die Atmosphäre freigesetzt wird. Sie spielen auch eine wichtige Rolle bei der Transpiration der Pflanze: Wenn sie sich öffnen, entsteht ein Wasserpotential, das wiederum die Aufnahme von Wasser durch die Wurzeln und den anschließenden Transport zu den übrigen Organen der Pflanze fördert.  

Stomatale Klassifikation

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Stomata zu klassifizieren: nach der Art der Pflanzen, in denen sie vorkommen, nach ihrer Lage in der Pflanzenepidermis, nach dem Ursprung der Zellen, aus denen der Stomataapparat besteht, und nach dem Vorhandensein oder Fehlen von Zellen. beigefügt.

Nach der Art der Pflanzen, in denen sie gefunden werden . Stomata von monokotylen und dikotylen Pflanzen unterscheiden sich in der Form der Schließzellen. Die Stomata von monokotylen Pflanzen haben glockenförmige Schließzellen, während bei dikotylen Pflanzen die beiden Schließzellen, die die Stomata umgeben, bohnenförmig sind.

Je nach Lage der Stomata in der Epidermis. Diese Einteilung hängt von der besonderen Verteilung der Spaltöffnungen in der Pflanze ab:

• Amphistomatisch . Bei Monokotyledonen ist es vom amphistomatischen Typ, das heißt, sie sind in der oberen (Bündel oder adaxiale Seite des Blattes) und unteren (Unterseite oder abaxiale Seite) Epidermis der Blätter vorhanden.
• Hypostomatisch . Bei zweikeimblättrigen Pflanzen ist die Verteilung vom hypostomatischen Typ, der in der unteren Epidermis (abaxiale Seite) des Blattes vorhanden ist.
• Epistomatisch . Es gibt eine dritte Kategorie der Stomata-Verteilung, die Epistomatik, die bei Pflanzen auftritt, die sie in der adaxialen Epidermis verteilt haben, die im Allgemeinen bei Wasserpflanzen mit schwimmenden Blättern wie der Seerose zu finden sind.

Nach dem Ursprung aller Zellen, aus denen der Stomaapparat besteht. Es ist eine andere Möglichkeit, Stomata zu gruppieren und zu klassifizieren:

• Mesogenes Stoma : Schließzellen und Nebenzellen stammen aus derselben Zelle durch 3 aufeinanderfolgende Teilungen. Diese Art von Stoma kommt bei Monokotylen nicht vor. 
• perigenes Stoma . Die Mutterzelle stammt nur aus den Okklusivzellen, die angefügten Zellen stammen von anderen protodermalen Zellen (Zellen, die, wenn sie differenziert sind, die Epidermis hervorbringen). Diese Art von Stoma kommt bei Arten aus allen Gruppen von Gefäßpflanzen vor.
• Mesoperigenes Stoma : Aus der Mutterzelle entstehen die Verschlusszellen und eine angehängte Zelle, während der Rest aus anderen protodermalen Zellen stammt. Diese Art von Stoma wurde in allen Gruppen von Gefäßpflanzen gefunden.

Je nach Vorhandensein oder Fehlen anhaftender Zellen werden die Stomata klassifiziert als:

• Anomozytisches Stoma : hat keine Neben- oder Hilfszellen.
• Anisozitisches Stoma : Sie haben drei angegliederte Zellen unterschiedlicher Größe. 
• Parazytisches Stoma – Hat zwei Nebenzellen, die mit ihrer Längsachse parallel zur Längsachse der Schließzellen angeordnet sind.
• Diazitisches Stoma : Sie haben zwei aneinanderhängende Zellen, die mit ihrer Längsachse senkrecht zur Längsachse der Schutzzellen angeordnet sind.
• Tetrazytisches Stoma – hat 4 Nebenzellen (Hilfszellen) um die Schließzellen herum.
• Zyklozytisches Stoma – Zahlreiche angegliederte (Hilfs-)Zellen, die in einem oder zwei Kreisen um die Schutzzellen herum angeordnet sind.
• Helikozytisches Stoma – mit mehreren Nebenzellen, die spiralförmig um die beiden Schutzzellen angeordnet sind.

Von botanischem Interesse ist auch die Lage der Stoma, je nach Art der Pflanzenart können sie aus der Epidermis herausragend, auf Höhe der Epidermis oder in speziellen Hohlräumen versenkt liegen, was von der Pflanzenart und dem Ort abhängt es entwickelt sich. In mesophytischen Pflanzen (solche, die Zugang zu Wasser oder Umgebungen mit nicht extremen Temperaturen benötigen) befinden sich die Stomata im Allgemeinen auf der gleichen Höhe wie die anderen Zellen. Bei hygrophytischen Pflanzen (Wasserpflanzen) stehen die Spaltöffnungen über den anderen Zellen (die die Transpiration begünstigen). Xerophytische Pflanzen (aus trockenen Umgebungen) haben kleine, schmale und eingesunkene Spaltöffnungen und in großen Mengen, um den Gasaustausch zu begünstigen, wenn die Wasserversorgung günstig ist,

Umweltbedingungen und der Mechanismus der Stomabewegungen

Unter optimalen Bedingungen sind die Spaltöffnungen offen, was den Gasaustausch mit der Atmosphäre ermöglicht. Es sollte jedoch beachtet werden, dass der Mechanismus der Stomabewegungen von Änderungen des Turgordrucks der Schließzellen und angrenzender (begleitender) Epidermiszellen abhängt. Diese Formänderungen beim Öffnen oder Schließen der Pore sind durch einen Mechanismus möglich, der den Stärkegehalt in der Zelle in Zucker umwandelt; Sobald die Zellen eine hohe Konzentration an Zuckern und Kaliumsalzen enthalten, dringt aufgrund des Osmoseprozesses das Wasser aus den anhaftenden Zellen ein und infolgedessen schwellen die Verschlusszellen an, dh sie nehmen an Größe zu. Verlieren die Schließzellen hingegen Wasser, rücken die Zellwände in der Mitte näher zusammen und schließen die Öffnung bzw. Pore.

Der Öffnungs- und Schließmechanismus der Stomataporen reagiert auf Variationen bestimmter umweltbedingter und interner Faktoren, insbesondere Licht, CO ₂ -Konzentration , Blattwasserpotential und Temperatur. Feuchtigkeit ist ein Beispiel für eine Umgebungsbedingung, die das Öffnen oder Schließen von Stomata reguliert. Wenn die Feuchtigkeitsbedingungen optimal sind, sind die Stomata geöffnet, aber wenn die Feuchtigkeit in der Luft um die Pflanzenblätter herum abnimmt, entweder aufgrund steigender Temperaturen oder Wind, schließen sich die Stomata, um Transpiration und übermäßigen Wasserverlust zu verhindern. Dieser Mechanismus von Pflanzen ermöglicht es ihnen, schnell auf Veränderungen in der Umwelt zu reagieren.

Funktionen des Stomaapparates

Die Spaltöffnungen erfüllen sehr wichtige Funktionen in der Pflanzenwelt, denn durch sie nehmen die Pflanzen das in der Atmosphäre enthaltene CO ₂ auf und geben den Sauerstoff während des Prozesses der Photosynthese ab; im Gegenteil, bei der Atmung nehmen sie Sauerstoff auf und stoßen CO ₂ aus .

Das Wasser, das aus der Pflanze verloren geht, entsteht durch den Prozess der stomatalen Transpiration, die die Kontrolle des Wasserpotentials der Pflanze dominiert. Ein Regulationsmechanismus, den höhere Pflanzen besitzen, besteht darin, die Spaltöffnungen bei Wasserknappheit geschlossen zu halten, selbst wenn sie Sonnenlicht ausgesetzt sind. Die Spaltöffnungen sind geschlossen, um den Wasserverlust durch Transpiration zu verhindern, da es als Wasserdampf austritt. Dazu verlieren die Zellen Wasser, werden schlaff und die Pore schließt sich; Sind die Zellen dagegen voller Wasser und prall, gibt die dünne Wand dank eines komplizierten Mechanismus, an dem Zucker, Phytohormone, K + -Ionen ^und Ca ²⁺ -Ionen beteiligt sind , nach und die Pore öffnet sich und ermöglicht den Gasaustausch.

Bei niedrigen CO ₂ -Konzentrationen im Mesophyll (dem Gewebe zwischen oberer Epidermis und Blattunterseite) erzeugen die Schließzellen dagegen die Stomaöffnung. Schutzzellen haben die Fähigkeit, mehrere interne (chemische) und externe (Umwelt-)Stimuli wie Licht, CO ₂ -Konzentration und Temperatur zu erfassen und zu integrieren, die die dominanten Umweltsignale für die Stomatabewegungskontrolle sind.

Hauptaspekte von Stomata

• Zu den Faktoren, die das Öffnen und Schließen der Stomata steuern, gehören die CO ₂ -Konzentration im Inneren der Blätter, die Luftfeuchtigkeit, das Wasserpotential des Blattes, Temperatur und Wind.
• Stomata sind wichtig für den Gasaustausch, sowohl für den Photosyntheseprozess als auch für Atmung und Transpiration (effiziente Wassernutzung in der Pflanze).
• Die Stomata sind für den Wasserverlust bei der Transpiration unter verschiedenen Umweltbedingungen verantwortlich und werden durch den Wirkmechanismus der Verschlusszellen mit Öffnungs- und Schließbewegungen der Stomata reguliert und so die Wasserzufuhr angepasst. Umweltfaktoren lösen die hormonellen Signale aus, die diese Art von physiologischem Prozess in der Pflanze lenken.
• Die Verteilung der Spaltöffnungen in der Epidermis ist variabel und hängt von der Pflanzenart ab. Die Umweltbedingungen haben einen deutlichen Einfluss auf die Verteilung der Spaltöffnungen, zum Beispiel wird eine Art in Umgebungsbedingungen mit hoher Sonneneinstrahlung oder Leuchtkraft die meisten Spaltöffnungen auf der Blattoberseite haben.

Schriftart s

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