Spalteåbninger

Et blad skal lukke kuldioxid (CO₂) ind for at lave sukker, men de celler, der optager det, er våde. En våd overflade, der er åben mod luften, mister vand. Bladet løser problemet med spalteåbninger (ental: spalteåbning), små porer i bladets overflade, som oftest sidder på undersiden. Et typisk blad har fra dusinvis til flere hundrede af dem pr. kvadratmillimeter.

Hver spalteåbning er omgivet af to lukkeceller. Når lukkecellerne optager ioner og vand ved osmose, svulmer de op og bøjer fra hinanden, så poren åbner. Når de mister vand, bliver de slappe, og poren lukker. Typiske signaler:

• Lys (især blåt lys) åbner spalteåbningerne, så der er CO₂ til rådighed, mens fotosyntesen foregår.
• Lav koncentration af CO₂ inde i bladet åbner dem.
• Vandmangel får rødderne og bladene til at frigive hormonet abscisinsyre (ABA), som får lukkecellerne til at miste vand, så poren lukker.

Gas bevæger sig gennem en åben spalteåbning ved diffusion, fra høj koncentration til lav koncentration (Ficks lov). Begge gasser bruger den samme pore:

• CO₂ ind. Luften udenfor indeholder kun omkring 0,04% CO₂, så koncentrationsforskellen ind i bladet er lille.
• Vanddamp ud. Luften inde i et blad er næsten mættet, mens luften udenfor som regel er tørrere, så koncentrationsforskellen ud er meget større.

Begge hastigheder er proportionale med porens åbning, den stomatære ledningsevne g_s. Det er afvejningen: En mere åben spalteåbning betyder større kulstofoptag og større vandtab. For hvert CO₂-molekyle, der bindes, mister et blad hundredvis af vandmolekyler. I alt går omkring 95% eller mere af det vand, en plante optager, tabt gennem transpiration, og kun en lille del ender i planten eller i fotosyntesen.

Store træer kan transpirere meget. Afhængigt af art, størrelse, bladareal og vejr kan et stort træ miste fra snesevis af liter til flere hundrede liter på en varm, tør dag.

På en varm, tør eftermiddag er luften meget tør, så en given poreåbning mister vand hurtigere. Et træ med masser af vand i jorden kan holde spalteåbningerne åbne længere. Et træ under tørke lukker dem tidligt. Det beskytter vandsøjlerne mod kavitation (lektion 4), men fotosyntesen falder, og træet vokser mindre den sæson. Derfor giver en tør sommer en smal årring (Verden 2).

Mange planter indgår derfor en daglig aftale: De åbner spalteåbningerne om morgenen, hvor det er køligt og fugtigt, og lukker dem delvist i eftermiddagsvarmen. Nogle ørkenplanter (for eksempel kaktusser) bruger et andet trick: De åbner deres spalteåbninger om natten og opbevarer CO₂ til om dagen.