Stomaların yapısı ve çalışma mekanizması

Bitkilerde at-mosferden CO2’in alınması ve O2’in verilmesi stomalarla sağlanır. Stomalar aynı zamanda terlemeyle su buharının atılmasını da sağlar. Bir yaprak terleme ile her gün kendi ağırlığından daha fazla su kaybeder.
Stomalar çok nemli ve sulak alanlarda yaşayan bitkilerde genellikle yaprağın üst epidermisinde ve epidermis seviyesinin üstünde; kurak alanlarda yaşayan bitkilerde ise çoğunlukla yaprağın alt epidermisinde ve epidermis seviyesinin altında bulunur.
Terlemenin düzenlenmesinde stomanın açılıp kapanması önemlidir. Yaşama ortamında yeterli su bulabilen nemli ortam bitkilerinde stomalar genellikle gündüz açıktır. Bu sırada terleme en yüksek düzeyde gerçekleşir. Stomaların açılıp kapanması stoma hücrelerinde bulunan su miktarındaki artış ve azalışla ortaya çıkan turgor basıncı değişikliğiyle kontrol edilir.
Şekil 1.19: Kapalı bir stomanın yapısı

kapali-stomanin-yapisi
Stomanın açılıp kapanması bir çift özelleşmiş hücre tarafından sağlanır (Şekil 1.19). Fasulye şeklinde olan ve kloroplastları bulunan bu hücrelere bekçi hücre (kilit hücresi=stoma hücresi) denir. İki bekçi hücresi epidermis hücreleriyle kuşatılmış ve çukur kısımları birbirine bakacak şekilde yerleşmiştir. Bu hücrelerde stoma açıklığına bakan çeperler kalın, epidermis hücrelerine bakan çeperler ise ince olacak şekilde özelleşmiştir. Çeperlerdeki kalınlık farkı stomanın açılıp kapanmasında önemli rol oynar. Bekçi hücreler, iki hücre arasındaki açıklığı genişletip daraltarak stoma açıklığını kontrol eder. Fotosentez sırasında bekçi hücrelerde, glikoz ve potasyum gibi çözünmüş maddeler birikir. Komşu epidermis hücrelerinden bekçi hücrelere potasyum pompalandıkça bekçi hücrelerde çözelti derişimi yükselir. Derişimdeki bu artış suyun ozmoz yardımıyla bekçi hücrelere doğru hareket etmesini sağlar. Bekçi hücrelerde su biriktikçe oluşan turgor basıncının etkisiyle hücreler şişer, aradaki stoma açıklığı genişler. Bu açıklıktan gaz ve su buharı geçişi olur (Şekil 1.20.a).

stomanin-yapisi
Stomaların kapanması, açılmanın tersine işleyen olaylar dizisiyle gerçekleşir. Bu durumda potasyum ve diğer çözünmüş maddeler bekçi hücrelerin dışına pompalanır. Su, hücrelerin dışına hareket ederken turgor basıncı düşer ve stomalar kapanır (Şekil 1.20.b).
Çevresel faktörler stoma hareketlerini etkileyebilir. Örneğin topraktaki su miktarı yetersiz olursa gündüz açık olması gereken stomalar kapanır. Böylece bitkinin su kaybı önlenmiş olur.
Mezofil tabakası içindeki CO2 derişiminin artması da stomaların kapanmasına neden olur. Gün ortasındaki yüksek sıcaklıklar solunum hızını artırır; böylece yaprak içinde daha fazla CO2 birikir. Bu durumda bitkiler stomalarını kapatarak su kaybını azaltır ve solunumla meydana gelen CO2’i kullanarak fotosentezi sürdürür.