主な違い – ストーマとストマータ
ストーマとストマータは、主に植物の葉の表皮の裏側に見られる2つの構造です。
ストーマは、植物の表皮に存在する特殊な柔細胞である2つのガードセルによって形成される。
ストーマは、植物体と外部環境との間のガス交換に関与している。
ストーマの大きさは、環境条件（主に水の有無）によって調節される。
光合成に必要な二酸化炭素は、ストーマから細胞内に取り込まれる。
光合成の副産物である酸素も、ストーマを通じて外部に放出される。
ストーマと気孔の大きな違いは、ストーマが2つのガード細胞に囲まれた孔であるのに対し、気孔は植物の葉の表皮下部の内部に見られるストーマの集合体である点です。
この記事では、ストーマについて説明します。
1. What is a Stoma
– Structure, Characteristics, Function
2. What are Stomata
– Structure, Characteristics, Function
3. What is the difference between Stoma and Stomata
ストーマとは
ストーマとは、植物の葉の裏にある穴で、葉と外部環境とのガス交換に関与している。
葉の表皮にある特殊な柔細胞であるガードセルが2つ結合して形成される。
ガード細胞は、茎の表皮にも存在する。
2つのガード細胞の間にある穴は気孔と呼ばれる。
気孔の大きさは、ガード細胞の中に水があるほど大きくなる。
水が容易に得られると、ガード細胞はトロトロになる。
一方、高温で乾燥した環境では、水が供給されないと、ガード細胞は弛緩する。
ガードセルの張力は、細胞内の水分ポテンシャルによって制御されている。
細胞内の溶質濃度を上げることで、大量の糖とイオンがガードセル内に移動する。
カリウムイオンと塩化物イオンは、一般にガードセル内に移動するイオンです。
これにより、細胞内は高張状態となり、ガードセル内へ多くの水が移動し、細胞内の水ポテンシャルが上昇する。
細胞のツルゴール圧が上昇すると、ガードセルが膨張し、気孔の大きさが増大する。
この状態を気孔が開くという。
高温・乾燥の環境条件下で水ストレスを受けると、ガード細胞からイオンや糖が放出され、浸透圧水が流出する。
その結果、ガード細胞が収縮し、気孔が閉鎖される。
気孔の閉鎖にはアニオンチャネルが重要な役割を果たす。
塩化物イオンとリンゴ酸イオンが陰イオンチャネルを通ってガード細胞から移動し、細胞内を低張状態にして、余分な水分を細胞外に出すことができるのだ。
気孔の閉鎖は、植物ホルモンであるアブシジン酸によって制御されている。
図1: 気孔の開閉の様子
ストマタとは
植物の葉の裏側にある気孔のことです。
植物の茎にも気孔があります。
植物体内に水分があると、気孔が開く。
気孔が開くと、水蒸気が植物の外に出ていきます。
このプロセスは、蒸散と呼ばれています。
蒸散は、木部内の水を引っ張り、茎の中を上方に移動させる働きをします。
また、植物体を冷却することができる。
ストマタは、植物体と外部の大気とのガス交換にも関与している。
光合成に関わるガスである酸素と二酸化炭素は、ストマータを通じて交換される。
光合成の際、二酸化炭素はグルコースを形成して固定される。
酸素は光合成の光反応の際に副産物として遊離される。
気孔は、外気から二酸化炭素を取り込み、外気へ酸素を排出する役割を担っている。
高温・乾燥時には気孔が閉じられ、気孔を通じたガス交換が妨げられる。
そのため、植物の葉の内部の二酸化炭素濃度が低くなり、C3植物の光合成の効率が低下する。
また、二酸化炭素の量が減ることで、同様に光蒸散が発生する。
一方、C4植物では、二酸化炭素が低濃度の場合、二酸化炭素を2回固定することで光合成の効率が高くなる。
: 図2: 葉の裏にある茎葉(ストマータ)
ストーマとストマタの違いについて
定義
ストーマ：植物の葉や茎の裏側にある孔をストーマという。
ストマ：植物の葉の裏側にある孔の集合体をストマという。
機能
ストーマ：ガードセル内の水ポテンシャルによってストーマの開閉が制御される。
気孔：植物体と外気とのガス交換に関与する。
結論
ストーマとストマータは、植物の葉や茎に見られるガス交換構造です。
ストマはストーマの複数形です。
ストーマの開閉は、ガードセル内の水ポテンシャルによって制御されている。
ガード細胞の対がストーマを形成している。
ガード細胞の水ポテンシャルが高いと、細胞内のトロル圧が上昇し、気孔の大きさが大きくなり、気孔が開く。
気孔が開いている間、外部の大気中の二酸化炭素が葉の中に入り込み、光合成の速度が上がる。
光合成の光反応の副産物として、酸素が外気中に放出される。
水ポテンシャルが低いとき、特に高温・乾燥時には、ガード細胞のツルグリ圧が低下し、孔が閉じられる。
そのため、葉の中の二酸化炭素濃度が低くなり、C3植物の光合成速度が低下する。
C4植物は、低濃度の二酸化炭素を克服するメカニズムを持っています。
しかし、ストーマと気孔の大きな違いは、植物の葉の光合成に関わることである。
