Wie funktionieren Wachzellen?

Wachzellen helfen einer Pflanze, den Prozess der Photosynthese zu regulieren, wenn sich ihre Umgebung ändert. Ihre Größe nimmt je nach Bedarf zu und ab, um für die Zellfunktion wichtige Gase zurückzuhalten oder freizusetzen.

Durch Photosynthese wandeln Pflanzen Wasser und Sonnenlicht in chemische Energie um, die als Kohlenhydrate gespeichert wird. Die Photosynthese ist ein komplexer und komplizierter Prozess, und nur wenige natürliche Umgebungen weisen vollständig konstante Mengen an Sonneneinstrahlung und Niederschlag auf. Pflanzen müssen sich daher an Umweltschwankungen anpassen, um zu überleben. Schließzellen spielen bei diesen Anpassungen eine entscheidende Rolle.

Die äußersten Zellschichten einer Pflanze enthalten mikroskopisch kleine Poren, Spaltöffnungen genannt, die Sonnenlicht und Kohlendioxid absorbieren und Sauerstoff abgeben. Die Spaltöffnungen müssen offen sein, damit die Photosynthese stattfinden kann, aber die offenen Spaltöffnungen ermöglichen das Entweichen von Wasserdampf. Um einen Gleichgewichtszustand aufrechtzuerhalten, reagieren Paare von Schließzellen, die jedes Stoma (die singuläre Form von Stomata) umgeben, auf Umweltveränderungen. Wenn Wasser und Sonnenlicht reichlich vorhanden sind, sammeln die Schließzellen Kaliumionen an, die Wasser durch die Zellmembranen ziehen. Der nach innen gerichtete Wasserfluss bewirkt, dass sich die Schließzellen ausdehnen, was wiederum die Spaltöffnungen der äußeren Umgebung aussetzt. Unter trockenen Bedingungen kehrt sich der Prozess um; Die sich zusammenziehenden Schließzellen geben Wasser zurück in die Pflanze und verschließen die Spaltöffnungen, um Wasserdampfverlust zu verhindern.