Fotosentez sırasında bitkiler gerekli karbondioksiti alır ve üretilen oksijeni atmosfere geri verir. Bitki yapraklarının epidermisindeki açıklıklar, bu gaz alışverişinin yapıldığı yerlerdir. Tek bir açıklığa, Yunanca “ağız” kelimesinden türetilen bir stoma denir. Stoma, çeşitli çevresel uyarılara tepki olarak açılır ve kapanır.
Her bir stoma, içeriye su aldığında bir açıklık oluşturan iki özel bekçi hücresiyle çevrelenmiştir. İyonların taşınması, bekçi hücrelerdeki su miktarını düzenler. Bu olay indüklendiğinde, pompalar hidrojen iyonlarını bekçi hücresinin dışına taşır. Membranın bu hiperpolarizasyonu, voltaj kapılı potasyum kanallarının açılmasına ve potasyum iyonları ve sükroz gibi çözünen maddelerin bekçi hücrelere girmesine neden olur. Artan çözünen madde konsantrasyonu, suyu kofulda biriken bekçi hücrelerine yönlendirir. Sonuç olarak, bekçi hücreler eğilerek böbrek şekline dönüşür ve stoma açıklığını oluşturur. Solütler bekçi hücrelerden ayrıldıklarında, su bunu takip ederek bekçi hücre büzülmesine ve açıklığın kapanmasına neden olur.
Çeşitli çevresel ve internal sinyaller, stomaların açılmasını tetikler. Örneğin, mavi ışık, hücre yüzeyindeki ışığa duyarlı reseptörleri aktive ederek, stomaların açılmasına yol açan moleküler bir kaskad başlatır. Ek olarak, karbondioksit konsantrasyonu yaprak dokusuna düştüğünde, stomaların açılması indüklenir, böylece hücreler bu kritik fotosentez reaktantına erişebilir.
Su buharı kaybı, transpirasyonel çekmenin oluşması için kritik öneme sahiptir: su, mezofil hücrelerinin yüzeyinde buharlaşır ve açık stomalar yoluyla atmosfere kaçar. Su kaybı, topraktan ek suyu köklere ve tüm yol boyunca yapraklara çeken transpirasyonel bir çekiş yaratır.
Kuraklık koşullarında olduğu gibi yeterli su bulunmadığında stomalar kapanır. Bu süreçte absisik asit hormonu (ABA) önemlidir, bekçi hücre zarları üzerindeki reseptörlere bağlanır ve hücre içi çözünen konsantrasyonunu arttırır. ABA aynı zamanda stomaların açıklığının sirkadiyen kontrolünde de önemlidir ve gün ışığında daha fazla stomanın açılmasına ve karanlıkta kapanmasına neden olur.
