e- Stomaların Açılıp Kapanma Mekanizması
Bekçi hücrelerinin canlı, iç ve dış çeperlerinin farklı kalınlıkta olması nedeniyle aralarındaki açıklığı genişletir ya da daraltırlar.
Böylece stoma açıklığının boyutu kontrol edilir. Bekçi hücrelerinin ozmozla su alması, bu hücrelerdeki turgor basıncının artmasına neden olur. Bu durumda bekçi hücrelerinin ince olan dış çeperleri, daha kalın ve daha az elastik olan iç çeperlerine göre daha çok gerilir. Bunun sonucunda ince olan dış çeper şişer ve sonuçta stoma açılmış olur. Bekçi hücreleri su kaybettiğinde turgor basınçları azalır. Bu durumda mekanizma tersine işler ve stoma kapanır. Stomalar genellikle gündüz açık geceleri ise kapalıdır. Böylece fotosentez için yeterli ışık bulunmadığında bitkinin gereksiz yere su kaybetmesi engellenir.
Stomaların açılıp kapanmasını farklı mekanizmalar etkilemektedir. Bu faktörler; Işık, pH, Su, Sıcaklık ve Absisik asit’tır.
IŞIK : Genel olarak stomalar ışıkta açılır, karanlıkta kapanırlar.
pH : Stomalar pH değişikliklerine karşı hassastırlar. Yaklaşık nötr pH(7) stomaların açılmasına, düşük pH84) ise stomaların kapanmasına neden olur.
SU : Toprakta yeterli su yoksa bitki terlemeyle su kaybettiğinde stoma hücrelerindeki turgor azalır ve stoma kapanır.
SICAKLIK : Tüm şartlar uygun olduğunda sıcaklık artışı stomaların açılmasına neden olur. Dış ortam sıcaklığı 25-300C olduğu sürece stomalar açıktır. 300C ve daha yüksek derecelerde topraktaki su yeterli değilse stomalar kapanır.
ABSİSİK ASİT: Mezofilde üretilir. Su azlığında stomaların kapanmasını sağlar.
Stoma hücreleri açılıp kapanma özelliğine sahiptir. Stomaların açılıp kapanması; CO2 ve K+ iyon değişimi etkisi ile turgor basıncı sayesinde gerçekleşir.
1- K+ İyon Miktarı Etkisi: Sırası ile
Açılma
Sabah erken saatlerde ışık etkisiyle komşu hücrelerden kilit hücrelere aktif taşıma ile K+ iyonları geçişi olur. Bu geçişme Cl– iyonları ile dengelenir. Bunun sonucunda ilk saatlerde stomalardaki K+ miktarı artar.
Bekçi hücrelerindeki madde yoğunluğu artınca oluşan osmotik basınçtan dolayı komşu hücrelerden bekçi hücrelerine ozmosla su girişi olur, turgor basıncı artar ve stoma açılır.
Günün ileri saatlerinde stomaların açık kalması fotosentez ile sağlanır.
Kapanma
Günün ilerleyen saatlerinde ışık miktarı azalınca bekçi hücrelerdeki K+ iyonları komşu hücrelere pompalanır.
Bekçi hücrelerine K+ azalınca osmotik basınç düşer. Bunun sonucunda bekçi hücrelerden osmosla komşu hücreler su geçişi olur.
Bekçi hücrelerinde su azalınca turgor basıncı azalır ve stomalar kapanır.
2- CO2 Miktarı Etkisi: Sırası ile
Açılma
Gündüzleri fotosentez gerçekleştiğinde stomalardaki CO2 miktarı azalır.
CO2 miktarı azalınca pH yaklaşık 7 civarına yükselir.
pH yükselince aktifleşen enzimler sayesinde stomalardaki nişastalar hidroliz edilerek glikozlara dönüştürülür.
Stomalardaki glikoz bekçi hücrelerindeki osmotik basıncı arttırır.
Bekçi hücrelerinde osmotik basınç artınca, komşu hücrelerden bekçi hücrelerine osmosla su girişi olur. Turgor basıncı artar.
Turgor basıncı ile dış çeper ince olduğu için daha fazla gerilir ve kalın iç çeperi kendine doğru çeker. Bekçi hücrelerinin birbirinden uzaklaşmasıyla stomalar açılmış olur.
Kapanma
Işık olmadığı durumlarda fotosentez gerçekleşmez ancak solunum devam eder. Solunumda CO2 meydana gelir.
Solunumda oluşan CO2 asitliği arttırır ve bekçi hücrelerinde pH 4 civarına düşer.
Asitlik artınca aktifleşen bir enzim glikozların nişastaya dönüşmesini sağlar.
Nişastanın osmotik değeri yoktur. Bu nedenle nişasta miktarı artınca osmotik basınç düşer.
Osmotik basınç düşünce bekçi hücrelerden komşu hücreler su geçişi olur.
Bekçi hücrelerinde su azalınca turgor basıncı azalır. Turgor basıncı azalınca bekçi hücrelerinin çeperindeki gerilme azalır ve stomalar kapanır.
|
Stomanın Açılması |
Stomanın Kapanması |
|
1) Gündüzleri fotosenteze bağlı olarak CO2 miktarı azalır ve pH 7’ye yükselir. |
1) Geceleri oksijenli solunuma bağlı olarak CO2 miktarı artar ve pH 4 civarına düşer. |
|
2) pH 7’de aktifleşen bir enzim nişastanın sindirimini sağlar. |
2) Asidik ortamda aktifleşen bir enzim glikozu nişastaya dönüştürür. |
|
3) Nişastanın sindirimi sonucunda bekçi hücrelerinin ozmotik basıncı artar. |
3) Bekçi hücrelerinin ozmotik basıncı azalır ve su komşu hücrelere geçer. |
|
4) Komşu hücrelerden su alan bekçi hücrelerinin turgor basıncı artar ve stoma açılır. |
4) Su kaybeden bekçi hücrelerinin turgor basıncı azalır ve stoma kapanır. |
Çeşitli çevresel stresler gündüzleri stomaların kapanmasına neden olur. Su kıtlığı ve yüksek sıcaklık gibi çevresel etkiler gün ortasında bile stomaların kısa bir süre için kapanmasını sağlar. Bu şekilde, bekçi hücreleri bir dizi içsel ve dışsal uyarıları birleştirerek fotosentez ve terleme olayları arasındaki dengeyi kurarlar.
Bitkiler su kıtlığı çekince bekçi hücrelerinde turgor basıncı düşer ve stomalar kapanır. Ayrıca su kıtlığında absisik asit denilen bitkisel hormonda iş yapar. Absisik asit mezofil hücrelerinde üretilir. Absisik asit hormonu, su azlığında bekçi hücrelerine stomaların kapatılması için bir sinyal gönderir ve stomalar kapanır.. Yüksek sıcaklıkta hücresel solunumu hızı artar. Bunun sonucunda yaprağın hava boşluklarında CO2 birikir ve asitlik artar. Bu durumda stomalar kapanır ve su kaybı önlenir. Hücresel solunum ile oluşan CO2 ise fotosentezde kullanılır.
Bekçi hücrelerinde bulunan içsel bir saat (insanlardaki biyolojik saat gibi) stomanın açılıp kapanmasını kontrol eder. Bir bitkiyi küçük karanlık bir odada tutsanız bile, stomalar açılıp kapanarak günlük ritimlerini sürdürürler. Sirkadian ritimleri olarak adlandırılan bu döngüler yaklaşık 24 saatlik aralarla gerçekleşir.
