Gözenekler

Bir yaprak, şeker üretmek için karbondioksit (CO₂) içeri almalıdır; ancak bunu alan hücreler ıslaktır. Havaya açık ıslak bir yüzey su kaybeder. Yaprak bu sorunu, yaprak yüzeyindeki, çoğunlukla alt tarafta bulunan küçük gözenekler olan gözeneklerle (tekil: gözenek) çözer. Tipik bir yaprakta, her milimetrekare başına düzinelerden birkaç yüze kadar gözenek bulunur.

Her gözenek iki bekçi hücresi tarafından çevrelenir. Bekçi hücreleri iyonları ve suyu osmozla aldığında şişer, birbirinden ayrılır ve gözenek açılır. Su kaybettiklerinde gevşer ve gözenek kapanır. Tipik sinyaller:

• Işık (özellikle mavi ışık), fotosentez sürerken CO₂ bulunabilmesi için gözenekleri açar.
• Yaprağın içindeki düşük CO₂ derişimi gözenekleri açar.
• Su gerilmesi, köklerin ve yaprakların, bekçi hücrelerinin su kaybetmesine ve gözeneklerin kapanmasına neden olan absisik asit (ABA) hormonunu salgılamasına yol açar.

Gaz, açık bir gözenekten difüzyon yoluyla yüksek derişimden düşük derişime hareket eder (Fick yasası). Her iki gaz da aynı gözenekten geçer:

• CO₂ içeri. Dış havada yalnızca yaklaşık %0,04 CO₂ bulunur, bu nedenle yaprağın içine doğru olan gradyan küçüktür.
• Su buharı dışarı. Yaprağın içindeki hava neredeyse doymuştur, dış hava ise genellikle daha kurudur; bu nedenle dışarı doğru olan gradyan çok daha diktir.

Her iki hız da gözenek açıklığıyla, yani gözenek iletkenliği g_s ile orantılıdır. Denge şudur: Daha açık bir gözenek, daha fazla karbon kazanımı ve daha fazla su kaybı demektir. Sabitlenen her bir CO₂ molekülü için bir yaprak yüzlerce su molekülü kaybeder. Toplamda, bir bitkinin aldığı suyun yaklaşık %95'i veya daha fazlası terlemeyle kaybedilir ve yalnızca küçük bir kısmı bitkide kalır veya fotosentezde kullanılır.

Büyük ağaçlar çok fazla terleyebilir. Türüne, büyüklüğüne, yaprak alanına ve hava durumuna bağlı olarak büyük bir ağaç, sıcak ve kuru bir günde onlarca litreden birkaç yüz litreye kadar su kaybedebilir.

Sıcak ve kuru bir öğleden sonra hava çok kurudur; bu yüzden belirli bir gözenek açıklığı suyu daha hızlı kaybeder. Toprakta bol su bulunan bir ağaç stomalarını daha uzun süre açık tutabilir. Kuraklık yaşayan bir ağaç onları erkenden kapatır. Bu, su sütunlarını kavitasyondan (4. ders) korur; ancak fotosentez azalır ve ağaç o mevsimde daha az büyür. Bu yüzden kuru bir yaz, dar bir ağaç halkası bırakır (Dünya 2).

Bu nedenle birçok bitki her gün bir uzlaşma yapar: stomalarını serin ve nemli sabah saatlerinde açar, öğleden sonra sıcağında kısmen kapatır. Bazı çöl bitkileri (kaktüsler gibi) farklı bir yöntem kullanır: stomalarını gece açar ve CO₂'yi gündüz kullanmak üzere depolar.