การรักษาดุลยภาพน้ำและแร่ธาตุในพืช

          พืชเป็นสิ่งมีชีวิตที่ดำรงชีวิตอยู่ในสิ่งแวดล้อม โดยอาศัยแร่ธาตุและน้ำจากสิ่งแวดล้อม เป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์อาหารด้วยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเพียง 1-2% เท่านั้น ส่วนน้ำที่เหลือประมาณ 98-99% จะถูกขับออกจากต้นพืชด้วยการคายน้ำทางใบ เพื่อให้เกิดแรงดึงจากการคายน้ำทำให้สามารถลำเลียงน้ำจากรากพืชไปสู่ส่วนยอดได้ และยังใช้สำหรับรักษาความสมดุลของระบบต่าง ๆ ในต้นพืช

          น้ำส่วนใหญ่ในต้นพืชจะถูกกำจัดออกทางปากใบในรูปของไอน้ำที่ระเหยออกจากปากใบ (stomata) นอกจากนี้บางส่วนอาจสูญเสียออกไปทางผิวใบ ส่วนของลำต้นที่เป็นเนื้อเยื่ออ่อน ๆ และตามรอยแตกหรือรูเล็ก ๆ ตามลำต้น ในช่วงที่ต้นพืชขาดน้ำ ต้นพืชจะปิดปากใบเพื่อลดการคายน้ำ แต่ยังคงมีการระเหยออกทางผิวใบและรอยแตกตามลำต้น จึงช่วยทำให้ใบและลำต้นพืชไม่ร้อนจัดเกินไป

          การควบคุมการคายน้ำที่ปากใบเกิดขึ้นได้เนื่องจากที่บริเวณรอบปากใบจะมีเซลล์คุม (guard cell) ซึ่งเป็นเซลล์ชั้นนอกสุดของผิวใบ (epidermis layer) พบได้ทั้งด้านบนและด้านล่างของใบ โดยด้านล่างของใบจะมีจำนวนเซลล์คุมมากกว่าด้านบนของใบ ภายในเซลล์คุมจะมีคลอโรพลาสต์ มีลักษณะที่แตกต่างจากเซลล์อื่น ๆ บนผิวใบ คือ เซลล์คุมจะมีลักษณะเป็นเซลล์คู่ โดยผนังด้านในของเซลล์คุมจะหนากว่าผนังเซลล์ด้านนอก

          การเปิดและปิดปากใบเกิดขึ้นเนื่องจากความเต่งของเซลล์คุม โดยเมื่อในต้นพืชมีน้ำอยู่มาก น้ำจากเซลล์ต่าง ๆ รอบเซลล์คุมจะแพร่เข้าสู่เซลล์คุม ทำให้เซลล์คุมเต่งเนื่องจากมีปริมาณน้ำมาก ผนังของเซลล์คุมจึงยืดออกดึงให้ผนังส่วนที่หนางอตัวแยกออกจากกันส่งผลให้ปากใบเปิดออก

          แต่ในกรณีที่ใบต้นพืชขาดแคลนน้ำ น้ำจากเซลล์คุมจะแพร่ออกสู่เซลล์ต่าง ๆ ที่อยู่รอบเซลล์คุม เซลล์คุมจึงหดตัวไม่สามารถดึงผนังส่วนที่หนาแยกออกจากกันได้ ส่งผลให้ปากใบปิดลง นอกจากนี้ยังพบว่า แสง อุณหภูมิและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ก็เป็นปัจจัยที่มีผลต่อการเปิดและปิดปากใบด้วยเช่นกัน