Context- and scale-dependent anatomical constraints on stomatal kinetics across plant lineages
Laen...
Kuupäev
2026
Kättesaadavus
Autorid
Ajakirja pealkiri
Ajakirja ISSN
Köite pealkiri
Kirjastaja
Estonian University of Life Sciences
Abstrakt
ABSTRACT. Plants breathe through tiny pores on their leaves called stomata. How fast these pores open and close strongly influences how efficiently plants take up carbon dioxide while avoiding water loss—an ability that will be crucial under future climate change. This PhD thesis explores how the shape, size, and arrangement of stomata determine how quickly they respond to changes in light, carbon dioxide, and humidity. By comparing ancient plant groups such as ferns with modern flowering plants and crops, the work shows that stomatal speed is not controlled by size alone. Instead, plants rely on coordinated combinations of anatomical traits, shaped by their evolutionary history. The thesis also demonstrates how new modelling approaches and artificial intelligence can dramatically speed up stomatal analysis, making it more practical for plant breeding. Together, these findings open new pathways for developing climate resilient crops.
LÜHIKOKKUVÕTE. Taimed reguleerivad gaasivahetust lehtedel asuvate mikroskoopiliste pooride ehk õhulõhede kaudu. Kui kiiresti need avanevad ja sulguvad, mõjutab otseselt nii fotosünteesi kui ka vee kadu – omadusi, mis muutuvad üha olulisemaks kliimamuutuste tingimustes. Käesolev doktoritöö uurib, kuidas õhulõhede kuju, suurus ja paiknemine määravad nende reaktsioonikiiruse valguse, süsihappegaasi ja õhuniiskuse muutustele. Võrreldes evolutsiooniliselt vanu taimi, nagu sõnajalad, tänapäevaste katteseemnetaimede ja põllukultuuridega, selgub, et õhulõhede kiiruse määrab mitme anatoomilise tunnuse koosmõju. Töö näitab ka, kuidas uued mudelid ja tehisintellekt võimaldavad õhulõhede analüüsi oluliselt kiirendada, avades uusi võimalusi kliimakindlate sortide aretuseks.
LÜHIKOKKUVÕTE. Taimed reguleerivad gaasivahetust lehtedel asuvate mikroskoopiliste pooride ehk õhulõhede kaudu. Kui kiiresti need avanevad ja sulguvad, mõjutab otseselt nii fotosünteesi kui ka vee kadu – omadusi, mis muutuvad üha olulisemaks kliimamuutuste tingimustes. Käesolev doktoritöö uurib, kuidas õhulõhede kuju, suurus ja paiknemine määravad nende reaktsioonikiiruse valguse, süsihappegaasi ja õhuniiskuse muutustele. Võrreldes evolutsiooniliselt vanu taimi, nagu sõnajalad, tänapäevaste katteseemnetaimede ja põllukultuuridega, selgub, et õhulõhede kiiruse määrab mitme anatoomilise tunnuse koosmõju. Töö näitab ka, kuidas uued mudelid ja tehisintellekt võimaldavad õhulõhede analüüsi oluliselt kiirendada, avades uusi võimalusi kliimakindlate sortide aretuseks.
Kirjeldus
Doctoral Thesis in Agriculture.
Doktoritöö põllumajanduse erialal.
Doktoritöö põllumajanduse erialal.
Märksõnad
stomata, plants, climate resilience, Green University (thesis is related to EMÜ Green University iniciative’s aims), dissertations
Viide
Kübarsepp, L. (2026). Context- and scale-dependent anatomical constraints on stomatal kinetics across plant lineages [Estonian University of Life Sciences]. https://doi.org/10.15159/EMU.169