रंध्र

एक पत्ती को शर्करा बनाने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) अंदर आने देना पड़ता है, लेकिन इसे ग्रहण करने वाली कोशिकाएँ गीली होती हैं। वायु के संपर्क में आई गीली सतह से पानी की हानि होती है। पत्ती इस समस्या को रंध्रों (एकवचन: रंध्र) की मदद से हल करती है। ये पत्ती की सतह पर बने छोटे-छोटे छिद्र होते हैं, जो अक्सर मुख्य रूप से नीचे की ओर होते हैं। एक सामान्य पत्ती में प्रति वर्ग मिलीमीटर कुछ दर्जन से लेकर कई सौ तक रंध्र हो सकते हैं।

हर रंध्र के किनारे दो रक्षक कोशिकाएँ होती हैं। जब रक्षक कोशिकाएँ परासरण द्वारा आयन और पानी ग्रहण करती हैं, तो वे फूलकर एक-दूसरे से अलग मुड़ जाती हैं और छिद्र खुल जाता है। जब वे पानी खोती हैं, तो ढीली पड़ जाती हैं और छिद्र बंद हो जाता है। सामान्य संकेत:

• प्रकाश (विशेषकर नीला प्रकाश) रंध्रों को खोलता है, ताकि प्रकाश संश्लेषण के दौरान CO₂ उपलब्ध रहे।
• पत्ती के अंदर CO₂ की कम सांद्रता उन्हें खोलती है।
• पानी की कमी का तनाव जड़ों और पत्तियों को हार्मोन एब्सिसिक अम्ल (ABA) छोड़ने के लिए प्रेरित करता है। इससे रक्षक कोशिकाएँ पानी खो देती हैं और छिद्र बंद हो जाता है।

खुले रंध्र से गैस विसरण द्वारा अधिक सांद्रता से कम सांद्रता की ओर जाती है (फिक का नियम)। दोनों गैसें एक ही छिद्र का उपयोग करती हैं:

• CO₂ अंदर आती है। बाहर की वायु में केवल लगभग 0.04% CO₂ होती है, इसलिए पत्ती के अंदर की ओर सांद्रता का अंतर कम होता है।
• जलवाष्प बाहर जाती है। पत्ती के अंदर की वायु लगभग संतृप्त होती है, जबकि बाहर की वायु आमतौर पर अधिक सूखी होती है, इसलिए बाहर की ओर सांद्रता का अंतर काफी अधिक तीव्र होता है।

दोनों दरें छिद्र के खुलने और रंध्रीय चालकता g_s के समानुपाती होती हैं। यही संतुलन है: अधिक खुला रंध्र अधिक कार्बन ग्रहण करने और अधिक पानी खोने का मतलब है। CO₂ के हर स्थिर किए गए अणु के लिए, पत्ती सैकड़ों पानी के अणु खो देती है। कुल मिलाकर, पौधा जितना पानी ग्रहण करता है उसका लगभग 95% या उससे अधिक वाष्पोत्सर्जन द्वारा खो जाता है, और केवल थोड़ा-सा अंश पौधे में या प्रकाश संश्लेषण में रह जाता है।

बड़े पेड़ बहुत अधिक वाष्पोत्सर्जन कर सकते हैं। प्रजाति, आकार, पत्ती के क्षेत्रफल और मौसम के आधार पर, एक बड़ा पेड़ गर्म, सूखे दिन में कुछ दर्जन लीटर से लेकर कई सौ लीटर तक पानी खो सकता है।

गरम, सूखी दोपहर में वायु बहुत शुष्क होती है, इसलिए रंध्र का कोई भी खुला छिद्र पानी को तेज़ी से खोता है। मृदा में पर्याप्त पानी वाला पेड़ रंध्रों को अधिक समय तक खुला रख सकता है। सूखे की चपेट में आया पेड़ उन्हें जल्दी बंद कर देता है। इससे जल-स्तंभ गुहिकायन से सुरक्षित रहते हैं (पाठ 4), लेकिन प्रकाश संश्लेषण घट जाता है और उस मौसम में पेड़ कम बढ़ता है। इसी कारण सूखी गर्मी में पेड़ का पतला वलय बनता है (World 2)।

इसलिए कई पौधे रोज़ाना एक समझौता करते हैं: ठंडी, नम सुबह में रंध्र खोलते हैं और दोपहर की गर्मी में उन्हें आंशिक रूप से बंद कर देते हैं। कुछ मरुस्थलीय पौधे (जैसे कैक्टस) एक अलग तरकीब अपनाते हैं: वे अपने रंध्र रात में खोलते हैं और दिन के लिए CO₂ जमा कर लेते हैं।