植物の気孔：特徴と主な機能 - 生物学

植物のストーマは、葉、茎、その他の器官の表皮に見られる気孔で、ガス交換を促進します。植物は毛穴を通して呼吸する必要があります。これは気孔を通して可能です。

細孔は、気孔の開口部サイズの調節に関与する孔辺細胞と呼ばれる特殊な実質のペアに囲まれています。

ストーマという用語は、通常、気孔開口部と呼ばれる、保護細胞と細孔自体を含む気孔複合体全体を指すために使用されます。

ガスの拡散により、空気はこれらの開口部からプラントに入ります。二酸化炭素と酸素を含み、それぞれ光合成と呼吸に使用されます。

光合成の結果として生成された酸素は、これらの同じ開口部から大気中に放出されます。さらに、水蒸気は、汗と呼ばれるプロセスで気孔を介して大気中に放出されます。

気孔は、肝植物を除いて、陸生植物のすべてのグループの胞子体世代に存在する。維管束植物では、気孔の数、サイズ、および分布は大きく異なります。

植物の気孔

気孔は、茎、葉、および植物の他の部分に見られる孔であり、ガス交換を制御します。気孔は、顕微鏡で見ると、植物の構造の表面にある小さなサッカーボールのように見えます。

本質的に、これらの構造は二酸化炭素の侵入を可能にし、水とともに、太陽光の存在下で光合成を実行してグルコースを生成します。

酸素は、光合成から生じる廃棄物として気孔を通して放出されます。植物はまた、発汗と呼ばれるプロセスを通じていくらかの水蒸気を残します。

土地に生息する植物は通常、葉の表面に何千もの気孔を持っています。ほとんどの気孔は植物の葉の下側にあり、熱やドラフトへの暴露を減らします。水生植物では、気孔は葉の上部にあります。

気孔は、他の植物表皮細胞とは異なる2種類の植物細胞に囲まれています。これらの細胞は、保護細胞および補助細胞と呼ばれます。

それらは、ストーマを囲む大きな細胞であり、両側で接続されています。これらの細胞は、気孔を開いたり閉じたりするために拡大および収縮します。これらには葉緑体も含まれています。

それらは保護細胞を取り囲み、助けます。それらは、孔辺細胞と表皮細胞の間の障壁として働き、孔辺細胞の増殖から表皮細胞を保護します。

異なるタイプの植物の補助細胞は、異なる形状とサイズで存在します。

気孔は口のようなものです。口を開閉するために唇の周りに筋肉が必要であるのと同じように、気孔も構造を使用します。

植物は筋肉の代わりに、孔辺細胞と呼ばれる気孔を開閉する特殊な構造を持っています。

これらの細胞は、カルシウムやカリウムなどのイオンを細胞内外に送り出し、細胞を収縮させて、ストーマを開閉します。この動きは、筋肉の収縮と解放に似ています。

これらの細胞は、保護細胞の膨圧を変化させる環境トリガーの結果として機能します。

イオンが孔辺細胞に流入する結果として膨圧が増加し、水も入ります。その後、ストーマが開きます。

逆に、イオンと水が保護細胞から流出すると、膨圧が減少し、ストーマが閉じます。

膨圧に影響を与える要因には、光のレベル、水蒸気、二酸化炭素などがあります。暑い日には、水分が限られ、汗が多くなると、気孔は通常閉じたままになります。

気温が低く、空気が水蒸気でいっぱいなので、非常に早朝、多くの植物が気孔を開いています。

多肉植物などのいくつかの砂漠の植物は、夜に気孔を開き、翌日まで二酸化炭素を貯蔵できます。

二酸化炭素と水が蔓延している状況では、植物は光合成中であり、これらの構造を通して廃棄する必要のある酸素と水蒸気を含んでいるため、気孔は長い間開くことができます。

気孔が開いているときに発生するガス交換は、光合成を促進します。光合成は、植物が太陽光を有用なエネルギーに変換するプロセスです。

光合成の間、二酸化炭素は気孔を通して大気から取り出され、酸素は廃棄物として放出されます。植物の生存には、光合成とそれを生成するガスの交換の両方が不可欠です。

気孔を開くことの不幸な効果は、水が漏れることを可能にすることです。人間とは異なり、植物はそれ自体を冷やすために汗を必要とせず、その中に水を保つことを好みます。

ただし、光合成のガス交換は非常に重要であるため、気孔からの水の損失が必要です。水を失うこのプロセスは、発汗と呼ばれています。

汗は避けられませんが、植物は、ストーマがどこまで開くか、またいつ開くかを制御することにより、水の損失を最小限に抑えることができます。

周囲の空気の湿度が高いときにストーマを開くと、植物の葉から蒸発する水が少なくなります。しかし、気温が高いときにストーマが開くと、蒸発が多くなります。

同様に、植物がすでに脱水されている場合は、気孔を閉じて水分のさらなる損失を防ぐことができます。