Bitki stomaları neden kapanır?
Stomalar, yaprağa karbondioksit girişini su buharı çıkışıyla birlikte düzenler. Kapanmaları çoğunlukla su kaybını sınırlayan fizyolojik bir yanıttır; karanlık, iç karbondioksit düzeyi ve stres sinyalleri de bu küçük kapıların açıklığını değiştirebilir.
Süreç ve temel mekanizma
1. Gözenek nasıl hareket eder? Bir stoma açıklığının iki yanında bekçi hücreleri bulunur. Bu hücreler iyon biriktirdiğinde suyun hücreye girmesi kolaylaşır ve iç basınç artar. Hücre duvarlarının eşit olmayan yapısı, biçim değişikliğini açıklığın büyümesine çevirebilir. İyon ve su kaybı ise basıncı azaltarak kapanmaya katkı sağlar. Burada yaprak yüzeyine takılmış bağımsız bir kapak yoktur; canlı hücrelerin basıncı ve duvar özellikleri birlikte çalışır. 2. Su eksikliği sinyali Toprak kuruduğunda veya yaprak su kaybını karşılayamadığında absisik asit, yani ABA, önemli bir sinyal oluşturur. Bekçi hücrelerinde iyon kanallarının etkinliği ve hücre içi kalsiyum gibi sinyaller değişebilir. Çözünmüş maddelerin hücreden çıkışı suyun da çıkmasını destekler. Böylece açıklık daralır. Bu düzenleme yalnızca kökten gelen tek bir mesajla açıklanamaz; yaprağın kendi su durumu ve yerel hormon üretimi de sürece katılabilir. 3. Hava kuruluğu neden önemlidir? Toprakta su bulunması her zaman stomaların tam açık kalacağı anlamına gelmez. Hava çok kuruysa yaprakla hava arasındaki buhar basıncı farkı büyür ve su kaybı hızlanabilir. Kökten taşınabilen su bu kaybı karşılamazsa bitki açıklığı azaltabilir. Bu nedenle öğle saatlerinde gaz alışverişinin düşmesi bazen kurumuş toprağın değil, atmosferin yüksek su talebinin sonucudur. Sıcaklık ve hava hareketi de dengeyi etkiler.
Çevresel koşullar ve biyolojik sınırlar
4. Karanlık ve karbon dengesi Birçok C3 ve C4 bitkisinde karanlıkta fotosentez için dışarıdan karbondioksit alma gereksinimi azalır ve stomalar kapanma eğilimi gösterir. İç karbondioksit düzeyi de bekçi hücrelerini etkileyebilir. Buna rağmen bütün türlerin gece davranışı aynı değildir. CAM bitkilerinde gece gaz alımı su tasarrufu stratejisinin temelidir. Kapanmanın saati ve derecesi tür, su durumu ve günlük biyolojik ritimle birlikte değerlendirilmelidir. 5. Korumanın fotosenteze bedeli Stomalar kapandığında yaprağa karbondioksit girişi de sınırlanır. Su korunurken fotosentez hızı ve büyüme azalabilir. Terlemenin düşmesi yaprağın buharlaşmayla serinleme kapasitesini de etkiler. Bu nedenle kapanma her koşulda sınırsız yarar sağlayan bir çözüm değildir. Bitki, karbon kazanımı ile su güvenliği arasında değişen bir denge kurar. Uzun süreli ağır stres durumunda metabolik hasar da gelişebilir; yalnızca gözenek açıklığını düzeltmek bütün sorunu çözmez. 6. Görünen yaprak neyi kanıtlamaz? Stomalar genellikle çıplak gözle tek tek değerlendirilemez. Yaprağın sarkması, açıklıkların mutlaka kapalı olduğunun doğrudan kanıtı değildir; kök hasarı ve başka koşullar aynı görünümü oluşturabilir. Araştırmada gaz değişimi ölçümleri, yaprak sıcaklığı ve mikroskobik inceleme birlikte kullanılabilir. Türler arasında stoma sayısı ve yaprak yüzeylerindeki dağılım da değişir. Tek bir fotoğraftan bütün bitkinin su durumu veya belirli bir hormon düzeyi kesin olarak çıkarılamaz.