Nadziemne części roślin pokryte są kutykuląkutykulakutykulą, czyli cienką warstwą ochronną zawierającą związki lipidowe, m.in. kutynękutynakutynę. Zabezpiecza ona rośliny przed nadmierną utratą wody w wyniku parowania (transpiracjatranspiracjatranspiracja), a jednocześnie uniemożliwia wymianę gazów (COIndeks dolny 2₂, OIndeks dolny 2₂, para wodna). Dyfuzja tych gazów jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania roślin i może zachodzić dzięki obecności aparatów szparkowych w epidermieepidermaepidermie, czyli skórce nadziemnych części roślin.

RiTMaWZWXHknT

Zdjęcie przedstawia aparat szparkowy w liściu pomidora. Cechuje go nieregularna budowa. Ściany komórek aparatu są nierównomiernie zgrubiałe. Decyduje to o mechanizmie jego otwierania. Obok aparatu i jego przestworu, czyli szparki znajdują się pojedyncze komórki - to komórki przyszparkowe. Mają charakterystyczny fasolowaty kształt. Sam liść pomidora jest pofalowany.

Aparaty szparkowe zbudowane są z dwóch komórek, powstałych w wyniku podziału komórki macierzystej, określanych jako komórki szparkowe, które w odróżnieniu od pozostałych komórek epidermalnych posiadają chloroplastychloroplastychloroplasty oraz nierównomiernie zgrubiałą ścianę komórkową. Mają także inny kształt niż komórki skórki, który dodatkowo zmienia się wraz ze zmianą ich turgoruturgorturgoru. U niektórych gatunków roślin (np. traw, części roślin dwuliściennych) przy komórkach szparkowych występują komórki skórki o innym kształcie niż pozostałe. Są to komórki przyszparkowe, które uczestniczą w regulacji otwierania szparki.

Wzrost turgoru komórek szparkowych powoduje wygięcie się komórek szparkowych i powstawanie między nimi przestworu międzykomórkowego nazywanego szparką. Prowadzi ona do tzw. komory podszparkowej. Stopień rozwarcia szparki decyduje o intensywności transpiracji oraz wymiany gazowej.

Aparaty szparkowe typu nerkowatego

Aparaty szparkowe typu nerkowatego

Zbudowane są z dwóch komórek, które – widziane z góry – mają kształt fasolowaty/nerkowaty, trójkątny w przekroju poprzecznym. Charakteryzują się nierównomierną grubością i specyficzną strukturą ścian komórkowych. Wynika to z z układu mikrofibryli celulozowych, które rozchodzą się promieniście od otworu szparkowego; dlatego komórka wygina się na zewnątrz w trakcie rozwierania szparki. Aparaty szparkowe typu nerkowatego występują u roślin dwuliściennych.

Rmzw90cL360pV

Na schemacie zaprezentowano budowę aparatu szparkowego typu nerkowatego. Aparat szparkowy znajduje się wewnątrz komórki o nieregularnym kształcie. Taki aparat składa się z dwóch nerkowatych komórek szparkowych z przestworem wewnątrz. Przestrzeń ta nazywana jest szparką. Na rysunku A przedstawiono aparat otwarty, przestrzeń szparki widoczna. Na rysunku B aparat zamknięty, przestrzeń szparki zaciemniona. Na rysunku C ukazano ponownie otwarty aparat szparkowy złożony z dwóch nerkowatych komórek, w którym ukazane zostało promieniste ułożenie włókien celulozowych. Na rysunku D przedstawiony został widok przekroju poprzecznego. Tu w komórkach szparkowych o zgrubiałych ścianach wewnętrznych leżących jedna obok drugiej znajdują się chloroplasty. Mają postać ciałek o nieregularnym kształcie.

Aparaty szparkowe typu piszczelowatego

Aparaty szparkowe typu piszczelowatego

Drugi typ aparatów szparkowych, tzw. piszczelowaty, występuje u traw i niektórych innych jednoliściennych, np. palm. Zbudowany jest z dwóch podłużnych komórek przypominających hantle (widziane z góry), pomiędzy którymi powstaje długa szczelina.

R1EKxVDY3Fdh5

Na schemacie przedstawiono aparat szparkowy typu piszczelowatego. To odwzorowanie aparatu z góry. Na rysunku A aparat jest otwarty, a na rysunku B zamknięty. Aparat tworzą dwie, przypominające hantle komórki ze szczeliną wewnątrz. Znajdują się w nich ciałka zielone, czyli chloroplasty. Dzięki zgrubiałym ściankom odcinka środkowego komórek szparkowych możliwa jest regulacja otwierania szparki. Szparka jest przestrzenią pomiędzy komórkami szparkowymi. W procesie otwierania i zamykania szparki biorą również udział komórki przyszparkowe. W komórkach szparkowych promieniście ułożone są włókna celulozowe (rysunek C). Na rysunku D przedstawione są komórki przyszparkowe w widoku przekroju. Przy nich znajdują się zgrubiałe ściany odcinka środkowego komórek szparkowych.

R1DPkn2hnT6dX1

Zdjęcie przedstawia zieloną łodygę kunigumii chińskiej, rośliny z długimi, lancetowatymi liśćmi. Widoczne są na łodydze rzędy licznych aparatów szparkowych. Aparaty szparkowe przylegają do siebie, przypominając kropelki rosy. Są ułożone wzdłuż łodygi i liści rośliny.

Liczba aparatów szparkowych u roślin jest różna i uwarunkowana działaniem czynników genetycznych i środowiskowych.

Sposób oświetlenia liści wpływa na rozmieszczenie aparatów szparkowych. Liście o dużej powierzchni, których górna powierzchnia intensywnie się nagrzewa, mają zazwyczaj aparaty szparkowe rozmieszczone wyłącznie na spodniej stronie liści, co pozwala zapobiegać nadmiernej utracie wody. Taki układ aparatów szparkowych występuje najczęściej u roślin dwuliściennych.

U lądowych roślin jednoliściennych aparaty szparkowe rozmieszczone są równomiernie po obu stronach liścia. Zazwyczaj liście tych roślin wyrastają pionowo do góry (np. u traw), więc obydwie strony liścia są podobnie oświetlane i ogrzewane.

U roślin wodnych (hydrofitów), których liście pływają po powierzchni wody, aparaty szparkowe rozmieszczone są na ich górnej stronie. Rośliny zanurzone nie posiadają aparatów szparkowych. Te ze środowisk wilgotnych (higrofity), przystosowane do transpiracji w warunkach dużej wilgotności, mają aparaty szparkowe po obu stronach liścia. Transpiracja u kserofitów jest ograniczana m.in. dlatego, że wiele z nich posiada nieliczne aparaty szparkowe. Ich aparaty szparkowe znajdują się na spodniej stronie liści w zagłębieniach otoczonych zwykle martwymi włoskami.

Słownik