Observation under the microscope: Stomata in plants

Ci siamo lasciati 5 anni fa con questa foto soprastante, dove con l 'acquisto del microscopio entravo nel micromondo.
Oggi vorrei riprendere quindi da questa foto e farvi vedere da dove respirano le piante facendo entrare andridide carbonica e buttando fuori il prezioso ossigeno, ma anche vapore acqueo. Tratterrò il tema in maniera abbastanza superficiale non avendo comunque materiale da mostrarvi oltre al fatto che sono meccanismi complessi e che richiederebbero altrettanti termini da sapere che non possiamo spiegare in un unico articolo. Quindi vedremo in grandi linee cosa sono i Stomi, come sono fatti e come si aprono.

We left off 5 years ago with this photo above, where with the purchase of the microscope I entered the micro world.
Today I would like to start again from this photo and show you where plants breathe by letting carbon dioxide enter and throwing out precious oxygen, but also water vapor. I will deal with the topic in a fairly superficial way, since I do not have material to show you, in addition to the fact that they are complex mechanisms and that would require just as many terms to know that we cannot explain in a single article. So we will see in broad terms what Stomata are, how they are made and how they open.

I stomi sono delle piccole aperture che si trovano nella pagina inferiore delle foglie e regolano tramite la loro apertura e chiusura i scambi gassosi nelle piante.
Sono formati da 2 cellule di guardia unite tra loro (frecce blu) e a volte possono avere delle cellule sussidiarie (frecce rosse) che aiutano a controllare l'apertura stomatica. Tra le due cellule di guardia vi è la rima stomatica, la vera e propria apertura che connette l'ambiente esterno con quello interno della pianta( freccia viola nella seconda foto).

Stomata are small openings found on the underside of leaves and regulate gas exchanges in plants through their opening and closing. They are made up of 2 guard cells joined together (blue arrows) and can sometimes have subsidiary cells (red arrows) that help control the stomatal opening. Between the two guard cells there is the stomatal rima, the actual opening that connects the external environment with the internal one of the plant (purple arrow in the second photo).

L'apertura e chiusura di queste "bocche" avviene tramite il turgore cellulare, ovvero attraverso l'entrata e uscita dell'acqua nelle cellule, precisamente all'interno dei vacuoli. Quest'apertura e chiusura è facilitata grazie al diverso spessore delle pareti cellulari delle cellule di guardia. Esse, nella parte interna, ventrale, verso la rima stomatica (freccia rossa) sono molto più spesse rispetto alle pareti dorsali (freccia blu). Questo fa si che quando viene assorbita acqua, nella parte esterna dove le pareti sono meno spesse vi è una dilatazione maggiore rispetto alle aree interne e questo provoca l'apertura della rima stomatica. Questo "gioco" è inoltre facilitato dal fatto che le cellule di guardia sono unite tra loro nelle parti apicali ed anche grazie alla presenza di microfibrille disposte in senso radiale lungo le cellule che aiutano la distensione in lunghezza e non in larghezza.

The opening and closing of these "mouths" occurs through cellular turgidity, or through the entry and exit of water into the cells, precisely inside the vacuoles. This opening and closing is facilitated by the different thickness of the cell walls of the guard cells. In the internal, ventral part, towards the stomatal fissure (red arrow) they are much thicker than the dorsal walls (blue arrow). This means that when water is absorbed, in the external part where the walls are less thick there is a greater dilation than in the internal areas and this causes the opening of the stomatal fissure. This "game" is also facilitated by the fact that the guard cells are joined together in the apical parts and also thanks to the presence of microfibrils arranged radially along the cells that help the distension in length and not in width.

I meccanismi di apertura sono comunque ben più complessi, ma che possiamo in grandi linee racchiudere in tre cose: Intensità e qualità della luce blu, umidità relativa e quindi contenuto di acqua all'interno delle foglie e concentrazione intracellulare di CO2. Altrettanti meccanismi sono per la chiusura stomatica, come l'importante ormone ABA, Acido Abscissico.

The opening mechanisms are much more complex, but we can broadly summarize them in three things: Intensity and quality of blue light, relative humidity and therefore water content inside the leaves and intracellular concentration of CO2. There are also mechanisms for stomatal closure, such as the important hormone ABA, Abscisic Acid.