Care este funcția stomatelor în țesutul vegetal?

Stomatele sunt structuri sau pori mici (ostiole) care se află în epiderma (țesutul extern) al plantelor, adesea pe partea inferioară a frunzelor, adică în partea inferioară a frunzei, și care permit schimbul de gaze între planta și mediul înconjurător. Celulele epidermice ale plantei sunt în mod normal groase și alungite, iar continuitatea lor este întreruptă de stomatele, care pot fi, de asemenea, oriunde pe plantă, cu excepția rădăcinii.

Aparatul stomatic

Fiecare stomă este la rândul său compusă din alte structuri și tipuri de celule pentru a forma aparatul stomatic. Pe lângă porul , prin care intră și ies gaze precum CO ₂ , vaporii de apă și oxigenul, anatomia stomei este alcătuită din două celule de gardă (cunoscute și ca celule de gardă) înconjurate de celule auxiliare (cunoscute și ca celule anexe sau însoțitoare). Porul și setul de celule ocluzive și auxiliare alcătuiesc cavitatea substomatală (cavitatea respiratorie a stomei).

Stomatele sunt responsabile pentru multe procese fiziologice importante ale plantelor. Prin stomată intră CO ₂ , care este folosit ca materie primă pentru a produce carbohidrați în procesul de fotosinteză, unde oxigenul este generat ca produs secundar care este eliberat în atmosferă. Au un rol important si in transpiratia plantei: atunci cand se deschid se creeaza un potential de apa care, la randul sau, favorizeaza absorbtia apei de catre radacini si translocarea ulterioara a acesteia in restul organelor plantei.  

Clasificarea stomatică

Există mai multe moduri de clasificare a stomatelor: după tipul de plante în care se găsesc, după localizarea lor în epiderma plantei, după originea celulelor care alcătuiesc aparatul stomatic și după prezența sau absența celulelor. atașat.

După tipul de plante în care se găsesc . Stomatele plantelor monocotiledone și dicotiledone diferă prin forma celulelor de gardă. Stomatele plantelor monocotiledone au celule de gardă în formă de clopot, în timp ce la plantele dicotiledone cele două celule de gardă care înconjoară stomatele sunt în formă de fasole.

După localizarea stomatelor în epidermă. Această clasificare depinde de distribuția specială a stomatelor din plantă:

• Amfistomatic . La monocotiledone, este de tip amfistomatic, adică sunt prezente în epiderma superioară (fața adaxială a frunzei) și inferioară (partea inferioară sau abaxială) a frunzelor.
• Hipomatic . La plantele dicotiledonate distribuţia este de tip hipostomatic, prezentă în epiderma inferioară (faţa abaxială) a frunzei.
• Epistomatică . Există o a treia categorie de distribuție a stomatelor, cea epistomatică care apare la acele plante care le au distribuite în epiderma adaxială, întâlnită în general la plantele acvatice cu frunze plutitoare, precum nufărul.

După originea tuturor celulelor care alcătuiesc aparatul stomatic. Este un alt mod de grupare și clasificare a stomatelor:

• Stoma mezogenă : Celulele de gardă și celulele anexe provin din aceeași celulă prin 3 diviziuni succesive. Acest tip de stomă nu se găsește la monocotiledone. 
• stomă perigenă . Celula mamă are la origine doar celulele ocluzive, celulele anexate provin din alte celule protodermice (celule care, diferențiate, dau naștere epidermei). Acest tip de stomă este prezent la speciile din toate grupele de plante vasculare.
• Stoma mezoperigenă : Celula mamă dă naștere celulelor ocluzive și unei celule anexate, în timp ce restul provine din alte celule protodermice. Acest tip de stomă a fost găsit în toate grupele de plante vasculare.

În funcție de prezența sau absența celulelor atașate, stomatele sunt clasificate astfel:

• Stoma anomocitară : nu are celule anexe sau auxiliare.
• Stoma anizocitică : au trei celule anexate de dimensiuni diferite. 
• Stoma paracitică – Are două celule anexe dispuse cu axa lungă paralelă cu axa lungă a celulelor de gardă.
• Stoma diacitică : au două celule atașate dispuse cu axa lor longitudinală perpendiculară pe axa longitudinală a celulelor de gardă.
• Stoma tetracitară – are 4 celule anexe (auxiliare) în jurul celulelor de gardă.
• Stoma ciclocitară – Numeroase celule anexe (auxiliare), dispuse într-unul sau două cercuri în jurul celulelor de gardă.
• Stoma helicocitară – cu mai multe celule anexe (auxiliare) dispuse în spirală în jurul celor două celule de gardă.

Poziția stomei prezintă și un interes botanic, în funcție de tipul speciei de plante pot fi localizate proeminente din epidermă, la nivelul epidermei sau scufundate în cavități speciale, care depinde de tipul de plantă și de locul în care se află. se dezvoltă. La plantele mezofitice (cele care necesită acces la apă sau medii cu temperaturi non-extreme) stomatele sunt în general la același nivel cu celelalte celule. La plantele higrofitice (plantele acvatice) stomatele sunt ridicate deasupra celorlalte celule (care favorizează transpirația). Plantele xerofitice (din medii uscate) au stomatele mici, înguste și scufundate și în cantități mari pentru a favoriza schimbul de gaze atunci când alimentarea cu apă este favorabilă,

Condițiile de mediu și mecanismul mișcărilor stomatice

În condiții optime, stomatele sunt deschise, permițând schimbul de gaze cu atmosfera. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că mecanismul mișcărilor stomatice depinde de modificările presiunii de turgescență a celulelor de gardă și a celulelor epidermice adiacente (însoțitoare). Aceste modificări de formă atunci când porul se deschide sau se închide sunt posibile printr-un mecanism care transformă conținutul de amidon din celulă în zahăr; Odata ce celulele contin o concentratie mare de zaharuri si saruri de potasiu, datorita procesului de osmoza, apa provenita din celulele atasate se infiltreaza si in consecinta celulele ocluzive se umfla, adica cresc in dimensiuni. Dacă, pe de altă parte, celulele de gardă pierd apă, pereții celulei se apropie unul de celălalt în centru, închizând deschiderea sau porul.

Mecanismul de deschidere și închidere a porilor stomatici răspunde la variațiile anumitor factori de mediu și interni, în special lumina, concentrația de CO2 _, potențialul apei din frunze și temperatura. Umiditatea este un exemplu de condiție de mediu care reglează deschiderea sau închiderea stomatelor. Când condițiile de umiditate sunt optime, stomatele sunt deschise, dar când nivelul de umiditate din aerul din jurul frunzelor plantelor scad, fie din cauza creșterii temperaturii, fie din cauza vântului, stomatele se închid pentru a preveni transpirația și pierderea excesivă de apă. Acest mecanism al plantelor le permite să răspundă rapid la schimbările din mediu.

Funcțiile aparatului stomatic

Stomatele îndeplinesc funcții foarte importante în lumea vegetală, deoarece prin ele plantele preiau CO ₂ găsit în atmosferă și elimină oxigenul în timpul procesului de fotosinteză; dimpotrivă, în procesul de respirație preiau oxigen și elimină CO ₂ .

Apa care se pierde din plantă are loc prin procesul de transpirație stomatică, care domină controlul potențialului de apă al plantei. Un mecanism de reglare deținut de plantele superioare este acela de a menține stomatele închise atunci când apa este limitată, chiar și atunci când sunt în prezența luminii solare. Stomatele sunt închise pentru a preveni pierderea apei prin transpirație, deoarece aceasta iese sub formă de vapori de apă. Pentru ca acest lucru să se întâmple, celulele pierd apă, devin flasce și porul se închide; Pe de altă parte, atunci când celulele sunt pline de apă și turgesce, peretele subțire cedează datorită unui mecanism complicat care implică zaharuri, fitohormoni, ioni K+ ^și ioni Ca ²⁺ , iar porul se deschide permițând schimbul de gaze.

Pe de altă parte, când există concentrații scăzute de CO ₂ în mezofilă (țesutul care se găsește între epiderma superioară și partea inferioară a frunzelor), celulele de gardă produc deschiderea stomei. Celulele de gardă au capacitatea de a capta și de a integra mai mulți stimuli interni (chimici) și externi (de mediu), cum ar fi lumina, concentrația de CO2 _și temperatura, care sunt semnalele de mediu dominante pentru controlul mișcării stomatice.

Aspecte cheie ale stoamelor

• Printre factorii care controlează deschiderea și închiderea stomatelor se numără concentrația de CO ₂ în interiorul frunzelor, umiditatea atmosferică, potențialul de apă al frunzei, temperatura și vântul.
• Stomatele sunt importante în schimbul de gaze, atât în ​​procesul de fotosinteză, cât și în respirație și transpirație (folosirea eficientă a apei în plantă).
• Stomatele sunt responsabile de pierderea apei în timpul transpirației în diferite condiții de mediu, iar aceasta este reglată prin mecanismul de acțiune al celulelor ocluzive cu mișcări de deschidere și închidere a stomatelor, ajustând astfel alimentarea cu apă. Factorii de mediu declanșează semnalele hormonale care direcționează acest tip de proces fiziologic în plantă.
• Distribuția stomatelor în epidermă este variabilă și depinde de specia de plante. Condițiile de mediu influențează clar distribuția stomatelor, de exemplu o specie în condiții de mediu cu radiație solară sau luminozitate ridicată va avea cel mai mare număr de stomi pe partea superioară a frunzelor.

font s

Metcalfe, CR și L. Chalk. 1979. Anatomia dicotiledelor . Vol. 1. Clarendon Press Oxford.

Roth, Ingrid. 1976. Anatomia plantelor superioare . Edițiile bibliotecii, Caracas, UCV- Edițiile bibliotecii.