Durante a fotossíntese, as plantas obtêm o dióxido de carbono necessário e libertam o oxigénio produzido de volta para a atmosfera. Aberturas na epiderme das folhas de plantas são o local dessa troca de gases. Uma única abertura é chamada de estoma—derivado da palavra grega para “boca”. Os estomas abrem e fecham em resposta a uma variedade de sinais ambientais.
Cada estoma está flanqueado por duas células-guarda especializadas que criam uma abertura quando essas células incorporam água. O transporte de iões regula a quantidade de água em células-guarda. Quando acionadas, bombas translocam iões de hidrogénio para fora das células-guarda. Essa hiperpolarização da membrana faz com que os canais de potássio dependentes de voltagem se abram e permitam que os solutos, como iões de potássio e sacarose, entrem nas células-guarda. O aumento da concentração de solutos leva água para as células-guarda, que se acumula no vacúolo. Como resultado, as células-guarda curvam-se e deformam-se em forma renal, originando a abertura do estoma. Quando os solutos deixam as células-guarda, a água segue, resultando em um encolhimento das células-guarda, e fecho da abertura.
Uma variedade de sinais ambientais e internos desencadeia a abertura de estomas. Por exemplo, a luz azul ativa receptores sensíveis à luz na superfície celular que iniciam uma cascata molecular que leva à abertura de estomas. Além disso, quando a concentração de dióxido de carbono cai dentro do tecido da folha, a abertura de estomas é induzida para que as células possam ter acesso a esse reagente crítico da fotossíntese.
A perda de vapor de água é fundamental para o estabelecimento de atração transpiracional: a água evapora na superfície das células de mesófilo e escapa para a atmosfera através de estomas abertos. A perda de água cria uma atração transpiracional que puxa água adicional do solo para as raízes e todo o caminho para as folhas.
Quando não há água suficiente, como em condições de seca, os estomas fecham. A hormona ácido abscísico (ABA) é importante nesse processo, ligando-se a receptores nas membranas de células-guarda e aumentando a concentração de soluto intracelular. A ABA também é importante no controlo circadiano da abertura de estomas, fazendo com que mais estomas sejam abertos à luz do dia, e fechados no escuro.
