Wie funktionieren Schließzellen?

Schließzellen heißen die Zellen, die jede Spaltöffnung umgeben. Sie tragen zur Regulation der Transpirationsrate bei, indem sie die Spaltöffnung öffnen und schließen. Um ihre Funktion zu verstehen, sehen Sie sich die folgenden Abbildungen an. Behalten Sie dabei stets in Erinnerung: Eine Zunahme der Konzentration an gelösten Stoffen verringert das Wasserpotential der Lösung und Wasser strömt von einem Bereich mit höherem zu einem mit niedrigerem Wasserpotential.

Beachten Sie, dass die Schließzellen in Abbildung A turgeszent oder angeschwollen sind und die Öffnung der Spaltöffnung daher groß ist. Diese Turgeszenz wird durch die Aktivität der Kaliumpumpen bewirkt, welche (unter Energieaufwand!) K⁺ (Kaliumionen) ins Innere der Schließzellen pumpen. Nimmt die Konzentration von K⁺ in den Schließzellen zu, so fällt deren Wasserpotential und es dringt Wasser in sie ein. Da die Zellwand der Schliesszellen gegen die Spaltöffnung zu dick und weniger dehnbar als auf der Aussenseite ist, wölben sich die Zellen jetzt nach aussen und die Spaltöffnung geht auf.

In Abbildung B sind die Kaliumpumpen inaktiv, deshalb haben die Schließzellen Kaliumionen nach aussen verloren. Da wegen der Osmose auch Wasser nach aussen strömt, reduziert sich ihr Turgor (Innendruck) und die Spaltöffnungen schließen sich. Dazu kann es kommen, wenn die Pflanze eine große Menge Wasser verloren hat und zu welken beginnt. Außerdem tritt diese Situation im allgemeinen dann ein, wenn die Menge an CO₂ im Schwammgewebe hoch ist oder wegen fehlender Sonneneinstrahlung der CO₂-Verbrauch in der Photosynthese zurückgeht.

Sehen Sie sich eine Animation der Funktion einer Schließzelle an.