Los estomas son pequeñas aberturas o poros en tejido vegetal que permiten el intercambio de gases. Los estomas se encuentran típicamente en hojas de plantas pero también se puede encontrar en algunos tallos. Las células especializadas conocidas como células de protección rodean los estomas y funcionan para abrir y cerrar los poros del estoma. Los estomas permiten que una planta absorba dióxido de carbono, que es necesario para fotosíntesis. También ayudan a reducir la pérdida de agua al cerrar cuando las condiciones son calurosas o secas. Los estomas se ven como pequeñas bocas que se abren y cierran a medida que ayudan en la transpiración.
Las plantas que residen en tierra generalmente tienen miles de estomas en la superficie de sus hojas. La mayoría de los estomas se encuentran en la parte inferior de las hojas de las plantas, lo que reduce su exposición al calor y a la corriente de aire. En las plantas acuáticas, los estomas se encuentran en la superficie superior de las hojas. Un estoma (singular para estomas) está rodeado por dos tipos de especialistas
células vegetales que difieren de otras células epidérmicas de plantas. Estas células se llaman células de guardia y células subsidiarias.Las células de guardia son células grandes en forma de media luna, dos de las cuales rodean un estoma y están conectadas a ambos extremos. Estas células se agrandan y contraen para abrir y cerrar los poros del estoma. Las celdas de guardia también contienen cloroplastos, los orgánulos que capturan la luz en las plantas.
Las células subsidiarias, también llamadas células accesorias, rodean y sostienen las células de protección. Actúan como un amortiguador entre las células protectoras y las células epidérmicas, protegiendo las células epidérmicas contra la expansión de las células protectoras. Las células subsidiarias de diferentes tipos de plantas existen en varias formas y tamaños. También están dispuestos de manera diferente con respecto a su posición alrededor de las celdas de guardia.
Las dos funciones principales de los estomas son permitir la absorción de dióxido de carbono y limitar la pérdida de agua debido a la evaporación. En muchas plantas, los estomas permanecen abiertos durante el día y cerrados por la noche. Los estomas están abiertos durante el día porque esto es cuando ocurre típicamente la fotosíntesis. En la fotosíntesis, las plantas usan dióxido de carbono, agua y luz solar para producir glucosa, agua y oxígeno. Glucosa se utiliza como fuente de alimento, mientras que el oxígeno y el vapor de agua escapan a través de los estomas abiertos al ambiente circundante. El dióxido de carbono necesario para la fotosíntesis se obtiene a través de estomas de plantas abiertas. Por la noche, cuando la luz solar ya no está disponible y no se produce la fotosíntesis, los estomas se cierran. Este cierre evita que el agua escape a través de los poros abiertos.
La apertura y el cierre de los estomas están regulados por factores como la luz, los niveles de dióxido de carbono de la planta y los cambios en las condiciones ambientales. La humedad es un ejemplo de una condición ambiental que regula la apertura o cierre de estomas. Cuando las condiciones de humedad son óptimas, los estomas están abiertos. Si los niveles de humedad en el aire alrededor de las hojas de la planta disminuyen debido al aumento de la temperatura o las condiciones de viento, se difundirá más vapor de agua de la planta al aire. En tales condiciones, las plantas deben cerrar sus estomas para evitar la pérdida excesiva de agua.
Los estomas se abren y cierran como resultado de difusión. En condiciones cálidas y secas, cuando la pérdida de agua debido a la evaporación es alta, los estomas deben cerrarse para evitar la deshidratación. Las células protectoras bombean activamente iones de potasio (K +) fuera de las celdas de guardia y dentro de las celdas circundantes. Esto hace que el agua en las celdas protectoras agrandadas se mueva osmóticamente desde un área de baja concentración de soluto (celdas protectoras) a un área de alta concentración de soluto (celdas circundantes). La pérdida de agua en las celdas de guardia hace que se encojan. Esta contracción cierra el poro del estoma.
Cuando las condiciones cambian de tal manera que los estomas necesitan abrirse, los iones de potasio se bombean activamente hacia las células de protección desde las células circundantes. El agua se mueve osmóticamente en celdas de guardia haciendo que se hinchen y se curven. Este agrandamiento de las celdas de guardia abre los poros. La planta toma dióxido de carbono para usarse en la fotosíntesis a través de estomas abiertos. El oxígeno y el vapor de agua también se liberan al aire a través de los estomas abiertos.