Mekanisme membuka dan menutupnya stomata

Stomata merupakan celah yang dibatasi oleh dua sel penjaga. Sel penjaga mempunyai penebalan dinding khusus bagian tertentu menebal sedangkan bagian lainnya tidak menebal) dan di dalam selnya terdapat kloroplas Pengamatan mikroskopis terhadap permukaan daun menunjukkan bahwa ca- haya mempengaruhi pembukaan stomata. Pada saat redup atau tidak ada ca- haya umumnya stomata tumbuhan me- nutup. Ketika intensitas cahaya mening- kat stomata membuka hingga mencapai nilai maksimum. Mekanisme membuka dan menu- tupnya stomatata dikontrol oleh sel pen- jaga. Dibawah iluminasi, konsentrasi so- lut dalam vakuola sel penjaga meningkat. Bagaimana konsentrasi solut tersebut meningkat?

Pertama, pati yang terdapat pada kloroplas sel penjaga diubah menjadi asam malat. Kedua, pompa proton pada membrane plasma sel penjaga diaktifkan. Pompa proton tersebut menggerakkan ion H + , beberapa diantaranya berasal dari asam malat, melintasi membrane plasma. Asam malat kehilangan ion H + membentuk ion malat. Hal ini menaikkan gradien listrik

dan gradien pH lintas membran plasma. Ion K +  mengalir ke dalam sel tersebut melalui suatu saluran sebagai respons ter- hadap perbedaan muatan, sedangkan ion Cl- berasosiasi dengan ion H +  mengalir ke dalam sel tersebut melalui saluran lainnya dalam merespon perbedaan konsentrasi ion H + . Akumulasi ion malat, K + , dan Cl - menaikkan tekanan osmotik sehingga air tertarik ke dalam sel penjaga. Signal yang mengaktifkan enzim pem- bentukan malat dan mengaktifkan pompa proton di dalam membran plasma adalah cahaya merah dan cahaya biru. Produksi asam malat dan influksion K +  dan Cl -  menarik air ke dalam sel melalui proses osmosis. Ketika vakuola sel penja- ga memperoleh air, sel tersebut membengkak dan menyebabkan tekanan turgor naik. Tekanan turgor ini akan mendesak dinding tipis pada sel penjaga sehingga mengakibatkan stomata membuka. Proses menutupnya stomata akan terjadi pada saat sel penjaga kehilangan ion K + yang kemudian disusul dengan hilangnya air melalui proses osmosis yang menyebabkan turgor sel penjaga menurun. Adanya klorofil pada sel penjaga men- gakibatkan sel penjaga dapat melangsung- kan proses fotosintesis yang menghasilkan glukosa dan mengurangi konsentrasi CO 2 . Glukosa larut dalam air sehingga air dari jaringan di sekitar sel penjaga akan masuk ke dalam sell penjaga yang mengakibatkan tekanan turgor sel penjaga naik sehingga stomata akan membuka.Faktor yang mempengaruhi membuka dan menutupnya stomata yaitu:

1. Faktor internal antara lain cahaya matahari, konsentrasi  CO 2 , dan asam absisat (ABA).

2. Faktor internal (jam biologis). Cahaya matahari merangsang sel penjaga menyerap ion K +  dan air, sehingga stomata membuka pada pagi hari. Konsentrasi CO 2 yang rendah di

dalam daun juga menyebabkan stomata membuka. Stomata akan menutup apabila terjadi cekaman air. Pada saat cekaman air, zat pengatur tumbuh ABA diproduksi di dalam daun yang menyebabkan membran menjadi bocor sehingga terjadi kehilangan ion K + dari sel penjaga dan menyebabkan sel penjaga mengkerut sehingga stomata menutup. Faktor internal yaitu jam biologis memicu serapan ion pada pagi hari sehingga stomata membuka, sedangkan pada malam hari terjadi pembebasan ion yang menyebabkan stomata menutup. Stomata pada sebagian besar tana- man umumnya membuka pada siang hari dan menutup pada malam hari. Pada beberapa tumbuhan misalnya kelompok tumbuhan CAM stomata mem- buka pada malam hari sedangkan pada siang hari stomata menutup. Menutupnya stomata pada siang hari merupakan adaptasi untuk mengurangi proses penguapan tumbuhan yang hidup di daerah kering. Pada malam hari CO 2 masuk ke dalam tanaman dan disimpan dalam bentuk senyawa C 4 . Selanjutnya senyawa C 4  akan membebaskan CO 2 pada siang hari sehingga dapat digunakan untuk fotosintesis. Adaptasi lainnya yang terdapat pada tumbuhan xerofit untuk mengurangi proses transpirasi yaitu memiliki daun dengan stomata tersembunyi (masuk ke bagian dalam) yang ditutupi oleh trikoma (rambut- rambut  yang  merupakan  penjuluran epidermis). Pada saat matahari terik, jumlah air yang hilang melalui proses transpirasi lebih tinggi daripada jumlah air yang diserap oleh akar. Untuk mengurangi laju transpirasi tersebut stomata akan menutup. Menutupnya stomata akan menu- runkan jumlah CO 2  yang masuk ke dalam daun sehingga akan mengurangi laju fo- tosintesis. Pada dasarnya proses membuka dan menutupnya stomata bertujuan untuk menjaga keseimbangan antara kehilangan air melalui transpirasi dengan pembentukan gula melalui fotosintesis.