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Les stomates, structures de très petite taille (microscopique), présents dans l'épiderme de la partie aérienne des plantes, sont comme de minuscules portes contrôlées par deux cellules spéciales, en forme de rein, appelés cellules stomatiques. Ces cellules délimitent une ouverture microscopique appelée ostiole, qui permet les échanges entre la plante et son environnement. L'ostiole peut s'ouvrir ou se fermer selon les besoins de la plante, en fonction de la pression d'eau dans les cellules stomatiques. Juste en dessous de l’ostiole, dans les tissus de la plante, existe une petite chambre vide appelée chambre sous-stomatique : c’est l'endroit où se déroulent des échanges de gaz avec les cellules de la plante (échanges de vapeur d’eau et de gaz respiratoires : dioxygène et dioxyde de carbone).
Les stomates sont souvent situés sur la face inférieure des feuilles, leur nombre variant entre 50 et 500 par millimètre carré. La quantité de stomates dépend de la lumière que la feuille reçoit lorsqu’elle est jeune. Lorsqu'ils sont ouverts, les ostioles peuvent représenter environ 2 % de la surface de la feuille. Chez la plupart des plantes à feuilles larges, il y a plus de stomates sur la face inférieure que sur la face supérieure des feuilles : ceci offre une protection contre le soleil et les vents desséchants, et permet de réduire les pertes d'eau de la plante par évaporation.
Les plantes présentant des feuilles verticales (comme de nombreuses herbes) ont souvent (mais pas toujours) un nombre de stomates équivalent des deux côtés de la feuille.
Les plantes adaptées aux environnements secs, appelées plantes xérophytes, ont parfois leurs stomates enfoncés dans l'épiderme de la feuille, bien protégés dans des sillons ou des cavités.
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