Fotosinteza CAM la plantele acvatice submerse

, Author

Metabolismul acidului de crasulacee (CAM) este un mecanism de concentrare a CO2 selectat ca răspuns la ariditate în habitatele terestre și, în mediile acvatice, la limitările ambientale de carbon. Sunt trecute în revistă dovezile privind prezența sa în cinci genuri de plante vasculare acvatice, inclusiv Isoe??tes, Sagittaria, Vallisneria, Crassula și Littorella. Inițial, unii au considerat CAM acvatic ca fiind un oximoron, dar unele specii acvatice au fost studiate suficient de detaliat pentru a se putea spune cu certitudine că posedă fotosinteză CAM. Mecanismele de concentrare a CO2 în organele fotosintetice necesită o barieră împotriva scurgerilor; de exemplu, plantele C4 terestre au celulele tecii de fascicule suberizate, iar plantele CAM terestre au o rezistență stomatală ridicată. La plantele acvatice CAM, principala barieră în calea scurgerii de CO2 este rezistența extrem de mare la difuzie a apei. Acest lucru, cuplat cu puțul de absorbție oferit de spațiul gazos intercelular extins, generează un CO2(Pi) diurn comparabil cu cel al plantelor CAM terestre. CAM contribuie la bugetul de carbon atât prin câștigul net de carbon, cât și prin reciclarea carbonului, iar amploarea fiecăreia dintre acestea este influențată de mediu. Plantele acvatice CAM locuiesc în locuri în care fotosinteza este potențial limitată de carbon. Multe dintre ele ocupă bălți temporare de mică adâncime, moderat fertile, care se confruntă cu fluctuații dielice extreme ale disponibilității carbonului. Plantele CAM sunt capabile să profite de nivelurile ridicate de CO2 din timpul nopții în aceste habitate. Acest lucru le conferă un avantaj competitiv față de speciile care nu sunt CAM și care sunt lipsite de carbon în timpul zilei și un avantaj față de speciile care cheltuiesc energie pentru transportul membranar al bicarbonatului. Unele plante acvatice CAM sunt distribuite în lacuri foarte infertile, unde limitarea extremă a carbonului și lumina sunt factori selectivi importanți. Compilarea rapoartelor privind modificările dielice ale acidității titrabile și ale malatului arată că 69 din 180 de specii au o acumulare semnificativă pe timp de noapte, deși sunt prezentate dovezi care exclud CAM la unele dintre ele. Se concluzionează că proporții similare de floră acvatică și terestră au dezvoltat fotosinteza CAM. Isoe??tes acvatice (Lycophyta) reprezintă cel mai vechi neam de plante CAM, iar analiza cladistică susține o origine a CAM în zonele umede sezoniere, de unde a radiat în lacurile oligotrofe și în habitatele terestre. Speciile terestre din zona temperată au multe caracteristici comune cu strămoșii amfibieni, care, în stadiul lor temporar terestru, produc stomate funcționale și trec de la CAM la C3. Multe izoe??tes lacustre au păstrat plasticitatea fenotipică a speciilor amfibii și se pot adapta la un mediu aerian prin dezvoltarea de stomate și trecerea la C3. Cu toate acestea, la unele specii alpine neotropicale, adaptările la mediul lacustru sunt fixate genetic și aceste specii constitutive nu reușesc să producă stomate sau să piardă CAM atunci când sunt menținute în mod artificial într-un mediu aerian. Se avansează ipoteza că speciile lacustre neotropicale pot avea o origine mai veche și au dat naștere unor specii terestre, care au păstrat majoritatea caracteristicilor strămoșilor lor acvatici, inclusiv frunzele astomatoase, CAM și nutriția cu carbon bazată pe sedimente.

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.