Les stomates sont de minuscules ouvertures ou pores tissu végétal qui permettent l'échange de gaz. Les stomates se trouvent généralement dans feuilles de plantes mais peut également être trouvée dans certaines tiges. Des cellules spécialisées appelées cellules de garde entourent les stomates et fonctionnent pour ouvrir et fermer les pores stomataux. Les stomates permettent à une plante d'absorber du dioxyde de carbone, qui est nécessaire pour photosynthèse. Ils aident également à réduire les pertes d'eau en se fermant lorsque les conditions sont chaudes ou sèches. Les stomates ressemblent à de minuscules bouches qui s'ouvrent et se ferment en aidant à la transpiration.
Les plantes qui résident sur la terre ont généralement des milliers de stomates à la surface de leurs feuilles. La majorité des stomates sont situées sur la face inférieure des feuilles des plantes, ce qui réduit leur exposition à la chaleur et au courant d'air. Chez les plantes aquatiques, les stomates sont situés sur la surface supérieure des feuilles. Une stomie (singulier pour les stomates) est entourée de deux types de
cellules végétales qui diffèrent des autres cellules épidermiques végétales. Ces cellules sont appelées cellules de garde et cellules subsidiaires.Les cellules de garde sont de grandes cellules en forme de croissant, dont deux entourent une stomie et sont connectées aux deux extrémités. Ces cellules s'élargissent et se contractent pour ouvrir et fermer les pores stomataux. Les cellules de garde contiennent également chloroplastes, les organites qui captent la lumière dans les plantes.
Des cellules subsidiaires, également appelées cellules accessoires, entourent et soutiennent les cellules de garde. Ils agissent comme un tampon entre les cellules de garde et les cellules épidermiques, protégeant les cellules épidermiques contre l'expansion des cellules de garde. Les cellules subsidiaires de différents types de plantes existent sous différentes formes et tailles. Ils sont également disposés différemment par rapport à leur positionnement autour des cellules de garde.
Les deux fonctions principales des stomates sont de permettre l'absorption de dioxyde de carbone et de limiter la perte d'eau due à l'évaporation. Dans de nombreuses plantes, les stomates restent ouvertes le jour et fermées la nuit. Les stomates sont ouverts pendant la journée car c'est à ce moment que la photosynthèse se produit généralement. Lors de la photosynthèse, les plantes utilisent le dioxyde de carbone, l'eau et la lumière du soleil pour produire du glucose, de l'eau et de l'oxygène. Glucose est utilisé comme source de nourriture, tandis que l'oxygène et la vapeur d'eau s'échappent par des stomates ouverts dans l'environnement environnant. Le dioxyde de carbone nécessaire à la photosynthèse est obtenu par des stomates végétaux ouverts. La nuit, lorsque la lumière du soleil n'est plus disponible et que la photosynthèse ne se produit pas, les stomates se ferment. Cette fermeture empêche l'eau de s'échapper par les pores ouverts.
L'ouverture et la fermeture des stomates sont réglementées par des facteurs tels que la lumière, les niveaux de dioxyde de carbone des plantes et les changements des conditions environnementales. L'humidité est un exemple de condition environnementale qui régule l'ouverture ou la fermeture des stomates. Lorsque les conditions d'humidité sont optimales, les stomates sont ouverts. Si les niveaux d'humidité dans l'air autour des feuilles des plantes diminuent en raison de l'augmentation des températures ou des conditions venteuses, davantage de vapeur d'eau se diffuserait de la plante dans l'air. Dans de telles conditions, les plantes doivent fermer leurs stomates pour éviter une perte excessive d'eau.
Les stomates s'ouvrent et se ferment à la suite de la diffusion. Dans des conditions chaudes et sèches, lorsque la perte d'eau due à l'évaporation est élevée, les stomates doivent se fermer pour éviter la déshydratation. Les cellules de garde pompent activement les ions potassium (K +) hors des cellules de garde et dans les cellules environnantes. Cela provoque le déplacement osmotique de l'eau dans les cellules de garde agrandies d'une zone à faible concentration de soluté (cellules de garde) à une zone à forte concentration de soluté (cellules environnantes). La perte d'eau dans les cellules de garde les fait rétrécir. Ce rétrécissement ferme le pore stomatique.
Lorsque les conditions changent de telle sorte que les stomates doivent s'ouvrir, les ions potassium sont activement pompés vers les cellules de garde à partir des cellules environnantes. L'eau bouge osmotiquement dans les cellules de garde les faisant gonfler et se courber. Cet élargissement des cellules de garde ouvre les pores. La plante absorbe le dioxyde de carbone pour être utilisé dans la photosynthèse à travers des stomates ouverts. L'oxygène et la vapeur d'eau sont également rejetés dans l'air par les stomates ouverts.