Stoma (stomata) – augalų pora: sandara, funkcijos ir reikšmė

Sužinokite apie stomą (stomata) — sandarą, apsaugines ląsteles, fotosintezę, transpiraciją ir jų reikšmę augalų dujų apykaitai.

Botanikoje stoma (taip pat stomata; daugiskaita stomata) - tai mažytė anga arba anga, skirta dujų apykaitai. Jos dažniausiai būna augalų lapų apatinėje pusėje. Beveik visi sausumos augalai turi stomų.

Stomatos atlieka dvi pagrindines funkcijas. Pirmoji - dujų apykaita, t. y. anglies dioksido suvartojimas ir deguonies išskyrimas. Antroji - augalų transpiracijos procesas.

Pro šias angas į augalą patenka oras. Anglies dioksidas naudojamas fotosintezėje. Dalis susidariusio deguonies naudojama kvėpavimui. Deguonies perteklius išeina pro tas pačias angas. Be to, per šias poras transpiracijos metu į atmosferą patenka vandens garai.

Porą sudaro pora ląstelių, vadinamų apsauginėmis ląstelėmis. Jos reguliuoja angos dydį atsidarydamos arba užsidarydamos. Kad atsidarytų apsauginė ląstelė, į apsaugines ląsteles įsiurbiami protonai (vandenilio jonai, H+). Į jas patenka vandens, ląstelės prisipildo ir atsidaro.

Sandara ir tipai

Stomatos sudaro dvi apsauginės (sarginės) ląstelės, o kai kuriais atvejais šalia jų būna ir papildomos parėmiančios (pagalbinės) ląstelės. Apsauginės ląstelės dažnai turi kloroplastus, todėl jose vyksta tam tikri metaboliniai procesai, susiję su jonų mainais. Stomų forma ir dydis skiriasi tarp augalų grupių: yra įvairių tipų stomų išsidėstymo, pavyzdžiui, hypostomatous (stomų daugiausia apatinėje lapo pusėje), epistomatous (viršutinėje pusėje) ir amphistomatous (abi pusės).

Atidarymo ir užsidarymo mechanizmai

Stomų atidarymą kontroliuoja apsauginių ląstelių turgoras. Štai pagrindiniai procesai:

• Šviesa (ypač mėlynoji) aktyvina membraninę H+-ATPazę, kuri išeša protonus iš ląstelės;
• Dėl membranos įsijungimo keičiasi elektrocheminis gradientas ir į ląstelę patenka K+ ionai bei anijonai (pvz., Cl- arba malatas);
• Jonams patekus, vanduo pasisiskverbia osmozei, ląstelės prisipildo ir padidėja turgoras — stoma atsidaro;
• Hormonai, ypač abscizės rūgštis (ABA), veikia priešingai: esant sausrai ABA skatina kanalus, per kuriuos išeina K+ ir anijonai, sumažėja turgoras ir stoma užsidaro.

Be to, stoma reakciją lemia ir aukštesnio lygio signalai: CO2 koncentracija lapo ertmėje, oro drėgnumas, temperatūra ir vidiniai paros ritmai (circadian rytmas).

Funkcijos ir ekologinė reikšmė

Be jau minėtos dujų apykaitos ir transpiracijos, stomos turi kelias svarbias funkcijas ir pasekmes:

• Transpiracija padeda vėsinti lapus ir palaikyti vandens judėjimą nuo šaknų iki lapų, kas būtina maistinių medžiagų transportui;
• Stomų reguliacija reiškia kompromisą tarp CO2 įsisavinimo fotosintezei ir vandens praradimo — tai pagrindas augalų vandens naudojimo efektyvumui;
• Stomų tankis ir dydis prisitaiko prie aplinkos: sausose vietovėse augalai turi mažiau stomų arba sugeba greičiau jas uždaryti;
• Stomai gali būti vartai patogenams — augalai vysto ir apsaugines reakcijas (pvz., stomų uždarymą), kad sumažintų bakterijų patekimą.

Matuoklė, įvairovė ir panaudojimas

Stomų tankis (stomatal density) ir stomatinis indeksas naudojami tiek morfologiniams tyrimams, tiek klimatologijoje. Mokslininkai naudoja stomų išsidėstymą rekonstruodami praeities atmosferos CO2 koncentracijas iš fosilinių lapų. Praktikoje stomų savybės svarbios selekcijai ir veisimui — ieškant veislių, gerai naudojančių vandenį arba atsparių sausrai. Stomų funkciją iliustruoja tokie instrumentai kaip porometrai ir gamtos dujų mainų matavimo sistemos, leidžiančios stebėti transpiraciją ir fotosintezę realiu laiku.

Praktiniai patarimai ir poveikis žmogui

• Augalų auginimas ir laistymas: supratimas, kaip ir kada stoma atsidaro, padeda optimizuoti laistymo laiką ir sumažinti vandens nuostolius;
• Klimato kaita: kintanti CO2 ir drėgmė keičia stomų elgseną bei augalų vandens balansą, kas turi įtakos derlingumui;
• Moksliniai tyrimai: genetiniai žingsniai, keičiantys stomų skaičių ar reakcijas, gali padėti sukurti efektyvesnes kultūras sausroms bei karščiams.

Apibendrinant, stoma yra nedidelis, bet gyvybiškai svarbus augalo struktūrinis elementas: reguliuodama dujų mainus ir vandens skilimą, ji tiesiogiai lemia fotosintezės efektyvumą, augalo vandens balansą ir jo prisitaikymą prie aplinkos sąlygų.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra stoma?

K: Kur augaluose randamos stomos?

K: Kokia yra pagrindinė stomatų funkcija?

K: Koks yra transpiracijos procesas augaluose?

K: Kaip reguliuojamas stomos angos dydis?

K: Kaip atsidaro apsauginės ląstelės?

K: Kam augalams reikalingos stomos?

Paieška pagal raidę