Stomatal response time to dynamic changes in ligth is essentially unaffected by growth light for three woody species

Abstract

Stomata are small epidermal pores responsible for the strict control of the amount of CO2 that diffuses into the leaves while controlling the amount of water vapor lost by them to the atmosphere. The time required for the stomatal valve opening and closing is coordinated with an optimized hydraulic supply and strongly responds to the surrounding environment. Here, we demonstrate that intense shading conditions promote high levels of plasticity in plants of Podocarpus macrophyllus, Eucalyptus urophylla, and Capsicum chinense, in a series of hydraulic, anatomical and gas exchange traits, parameters that have been associated with optimized stomatal kinetics. The high levels of plasticity expressed in the species that we observed (in leaf hydraulic conductance values as well as stomatal size, density, and length) did not necessarily translate into changes in stomatal kinetics, here assessed as the time required to change the initial stomatal conductance in 90%. Our findings demonstrate that, although these parameters are mechanistically involved in stomatal functioning and exhibit profound plastic behavior, a number of other factors that probably are insensible to light supply also dictate this process, rendering the stomatal response time to dynamic changes in light essentially unaffected by growth light conditions. Keywords: Hydraulic conductance. Irradiance. Light acclimation. Leaf Gas Exchange. Stomatal density.

Os estômatos são pequenos poros epidérmicos responsáveis pelo rígido controle da entrada de CO2 que se difunde para o interior das células, ao passo que controlam a quantidade de vapor d'água perdido pelas folhas para a atmosfera. O tempo necessário para a abertura e o fechamento das válvulas estomáticas é coordenado com um sistema de condutos hidráulicos otimizado e responde fortemente ao ambiente adjacente. Neste estudo, foi demostrado que condições de sombreamento intenso promovem grande plasticidade em plantas de Podocarpus macrophyllus, Eucalyptus urophylla e Capsicum chinense, plasticidade esta altamente pronunciada em uma série de características (associadas a uma cinética estomática otimizada) hidráulicas, anatômicas e de trocas gasosas. O alto grau de plasticidade expresso nas espécies, tanto em valores de condutância hidráulica foliar, e tamanho, densidade e comprimento estomático, não necessariamente se traduziram em mudanças na cinética estomática, aqui analisada como tempos necessários para alteração (aumento ou diminuição, dependendo da alteração na irradiância) em 90% da condutância estomática inicial. Dessa forma, os presentes resultados sugerem que, embora os parâmetros ora avaliados sejam mecanisticamente associados ao funcionamento estomático e exibam forte comportamento plástico, uma série de outros fatores, provavelmente insensíveis ao suprimento de luz, também ditam a cinética dos movimentos estomáticos, fazendo com que o tempo de resposta estomática a alterações dinâmicas na luz seja muito pouco afetado pela condição lumínica de crescimento. Palavras-chave: Condutância hidráulica foliar. Densidade estomática. Irradiância. Sombreamento.