Aparaty szparkoweaparat szparkowyAparaty szparkowe otwierają się, gdy zwiększa się turgorturgorturgor komórek szparkowych.  Czynnikiem wyzwalającym wzrost turgoru jest światło, które powoduje otwieranie specyficznych kanałów jonowych zlokalizowanych w błonie komórkowej komórek szparkowych, a w konsekwencji napływ jonów do tych komórek. Wzrost turgoru wynika z pobierania wody przez komórki szparkowe na drodze osmozyosmozaosmozy: woda przenika z roztworu o wyższym potencjale wody (środowisko zewnętrzne komórek szparkowych) do roztworu o niższym potencjale wody (sok komórkowysok komórkowysok komórkowy komórek szparkowych). Obniżenie potencjału wody komórek szparkowych spowodowane jest aktywnym transportem z komórek przyszparkowych (lub epidermalnych) jonów KIndeks górny +⁺ i ClIndeks górny –^– do komórek szparkowych oraz gromadzeniem jonów jabłczanowych powstających na skutek hydrolizy skrobi asymilacyjnejskrobia asymilacyjnaskrobi asymilacyjnej do glukozy, która następnie jest przekształcana w jabłczan. Wzrost turgoru w komórkach szparkowych wzmaga nacisk na nierównomiernie zgrubiałe ściany tych komórek: zewnętrze ściany są cieńsze i dlatego uwypuklają się bardziej niż grube ściany sąsiadujące ze szparką, w związku z czym cała komórka uwypukla się na zewnątrz, a szparka się otwiera.

W ciemności w następstwie procesów oddechowych komórek szparkowych zwiększa się w nich stężenie dwutlenku węgla. W wyniku procesów karboksylacji tworzą się grupy karboksylowe (–COOH), zakwaszające środowisko wewnątrzkomórkowe. Sprzyja to przekształceniu glukozy w nierozpuszczalną w wodzie skrobię, wskutek czego zmniejsza się turgor komórki. Dodatkowo w ciemności jony potasowe, chlorkowe i jabłczanowe opuszczają komórkę szparkową. Prowadzi to do wysokiego potencjału wody w komórkach szparkowych w porównaniu z sąsiednimi komórkami (epidermalnymi lub przyszparkowymi). Woda zaczyna wypływać z komórek szparkowych, tracą one turgor, a szparki się zamykają.

Rtsr5GgEPpR99

Zdjęcie mikroskopowe pokazuje aparaty szparkowe. Łączą je nieregularne, ciemnoniebieskie linie na niebieskim tle. Widoczne są także trzy aparaty szparkowe o okrągłym kształcie, zbudowane z dwóch przylegających do siebie części. Pomiędzy nimi widoczna jest przestrzeń – aparaty szparkowe są otwarte.

Zamykanie aparatów szparkowych następuje również pod wpływem innych związków chemicznych, m.in. kwasu abscysynowegokwas abscysynowy (ABA)kwasu abscysynowego (ABA), którego stężenie we wnętrzu rośliny intensywnie wzrasta podczas stresu osmotycznego (deficytu wody), czyli suszy. Kwas abscysynowy powoduje wypływ jonów z komórek szparkowych i w następstwie utratę wody, co prowadzi do zamknięcia aparatu szparkowego.

R1COSHUViLgrP

Schemat przedstawia zamykanie się aparatów szparkowych. W jego środku przedstawiona jest owalna wakuola. Z wakuoli jest wydalana na zewnątrz woda oraz przez ściany pierwiastek K+. Jabłczan jest z kolei częściowo wydalany, większość jego jednak wędruje do mitochondrium, z niego wydalany jest dwutlenek węgla. W górnej części z kolei wnika ABA. W ER zamienia się na Ca2+, z kolei następnie w Cl- i w tej postaci wydostaje się na zewnątrz aparatu.

Słownik