根本様

ご質問どうも有難うございました。
気孔の研究をされている名古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻の木下俊則先生に御回答頂きました。

松永幸大(JSPP広報委員長）

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　植物は気孔を通して、光合成に必要な二酸化炭素の吸収、蒸散や光合成によって生じた酸素の放出などのガス交換を行っておりますが、基本的には拡散（物質が濃度の高いところから低いところへ移動する性質）によってこれらのやり取りは行われており、積極的に排出を行ったり、吸入を行ったりしているわけではありません。
　質問にあります部屋と窓の関係で例えるなら、気孔を開くというのは、部屋の窓を一つ空けるような状況で、効率は悪いですが、部屋内と外の濃度差に依存した物質の移動によりやり取りを行っています。もし、部屋内の湿度が外よりも高く、部屋内の二酸化炭素濃度が外よりも低ければ、水分は外へ出て行き、二酸化炭素は部屋の中に入ってきます。この場合、同時に水分の放出と二酸化炭素の取り込みを行っていることになりますが、拡散による移動の場合は、大きな空気の流れを伴わずに起こりますので、逆方向のやり取りも同時に行えると思われます。実際、葉におけるガス交換は、光合成蒸散測定器という装置を使って測定することができるのですが、葉に光を照射し、気孔が開き、光合成を盛んに行っている時、気孔を介して水分の放出と二酸化炭素の取り込みが同時に行われていることが確認出来ます。
　拡散によるガス交換の効率の悪さを克服する植物側の対策としては、植物種にもよりますが、平均しますと1 mm2あたり１００個以上の気孔を持っており、できるだけガス交換を行う窓の数を増やしていること、また、気孔の内側（葉の内部）には気孔腔と呼ばれる空間があり、表面積を増やすことで水の蒸発や細胞への二酸化炭素吸収を少しでも効率よく行えるように工夫しているようです。