水不足時における気孔の閉じる仕組みとその生物学的メカニズム

水不足の状態で気孔が閉じる仕組みについて学ぶことは、植物の生理学において非常に重要です。この現象は、植物が水分を保持し、過度の水分蒸発を防ぐための生物的な適応機構です。本記事では、水不足時に気孔がどのように閉じるのか、そのメカニズムを説明します。

気孔の役割と構造

気孔は植物の葉に存在する微細な穴で、主に二酸化炭素の取り込みや酸素の排出、また水分の蒸発に関与しています。気孔は、開閉を制御する2つのガードセルによって囲まれています。これらのガードセルは、気孔を開閉させる役割を担っています。

ガードセルは、内部の水分量や周囲の環境条件によって膨張または収縮し、気孔を開けたり閉めたりすることができます。水不足の状態では、これらのガードセルの膨張が制限され、結果として気孔が閉じることになります。

水不足時、植物は水分の蒸発を抑えるために気孔を閉じることが必要です。このメカニズムは、以下のように働きます。

気孔の閉鎖: 水分が不足すると、植物内でアブシジン酸（ABA）というホルモンが合成されます。ABAは、ガードセルに信号を送ってその膨張を抑制し、気孔を閉じさせます。
水分の保持: 水不足が続くと、植物はより強力に気孔を閉じることで水分を保持し、乾燥を防ぎます。この状態は、植物が生き残るために重要な適応戦略です。