CAM rostliny: Přežití v poušti

V rostlinách pracuje za mechanismy tolerance sucha několik mechanismů, ale jedna skupina rostlin má svůj způsob využívat, což mu umožňuje žít v nízkých vodních podmínkách a dokonce i ve vyprahlých oblastech světa, jako je poušť. Tyto rostliny se nazývají rostliny metabolismu kyseliny Crassulacean nebo rostliny CAM. Překvapivě více než 5% všech druhů cévnatých rostlin používá CAM jako svou fotosyntetickou cestu a další mohou vykazovat aktivitu CAM, pokud je to potřeba. CAM není alternativní biochemická varianta, ale spíše mechanismus umožňující určitým rostlinám přežít v suchých oblastech. Ve skutečnosti to může být ekologické přizpůsobení.

Příklady rostlin CAM, kromě výše zmíněného kaktusu (čeleď Cactaceae), jsou ananas (čeleď Bromeliaceae), agáve (čeleď Agavaceae) a dokonce i některé druhy Pelargonium (pelargónie). Mnoho orchidejí je epifytů a také rostlin CAM, protože spoléhají na své vzdušné kořeny pro absorpci vody.

Objev rostlin CAM byl zahájen poněkud neobvyklým způsobem, když Římané objevili tuto rostlinu listy použité v jejich stravě chutnaly hořce, pokud byly sklizeny ráno, ale nebyly tak hořké, pokud byly sklizeny později v roce den. Vědec jménem Benjamin Heyne si toho všiml v roce 1815, když ochutnal

Před několika lety však švýcarský vědec jménem Nicholas-Theodore de Saussure napsal knihu s názvem Recherches Chimiques sur la Vegetation (Chemický výzkum rostlin). Je považován za prvního vědce, který dokumentoval přítomnost CAM, jako on napsal v roce 1804 že fyziologie výměny plynu v rostlinách, jako je kaktus, se lišila od fyziologie v rostlinách s nízkými listy.

Rostliny CAM se liší od "běžných" rostlin (nazývaných C3 rostliny) jak fotosyntéza. Při normální fotosyntéze se glukóza vytváří, když se kysličník uhličitý (CO2), voda (H2O), světlo a enzym nazývají Rubisco bude spolupracovat na tvorbě kyslíku, vody a dvou molekul uhlíku, z nichž každá bude obsahovat tři atomy uhlíku (tedy název C3). Ve skutečnosti je to neefektivní proces ze dvou důvodů: nízká úroveň uhlíku v atmosféře a nízkoafinitní Rubisco má pro CO2. Proto musí rostliny produkovat vysoké hladiny Rubisco, aby „zachytily“ co nejvíce CO2, jak mohou. Kyslík také ovlivňuje plynný kyslík (O2), protože veškerý nepoužitý Rubisco je oxidován kyslíkem. Čím vyšší jsou hladiny kyslíku v rostlině, tím méně je Rubisco; proto méně uhlíku je asimilováno a přeměněno na glukózu. Rostliny C3 se s tím vypořádají udržováním svých stomata otevřeno během dne, aby se shromáždilo co nejvíce uhlíku, i když mohou během procesu ztratit hodně vody (transpirací).

Rostliny v poušti nemohou během dne nechat otevřenou stomatu, protože ztratí příliš mnoho hodnotné vody. Rostlina ve vyprahlém prostředí musí držet veškerou vodu, kterou dokáže! Takže se musí zabývat fotosyntézou jiným způsobem. Rostliny CAM musí v noci otevírat stomatu, když je transplantací méně šance na ztrátu vody. Rostlina může v noci stále brát CO2. Ráno je z kyseliny CO2 tvořena kyselina jablečná (vzpomeňte na hořkou chuť, kterou Heyne zmínil?) A kyselina se dekarboxylovala (rozkládala) na CO2 během dne za podmínek uzavřené stomaty. C02 se pak pomocí nutného převádí na potřebné uhlohydráty Calvinův cyklus.

Stále probíhá výzkum jemných detailů CAM, včetně jeho evoluční historie a genetického základu. V srpnu 2013 se na University of Illinois v Urbana-Champaign uskutečnilo sympozium o biologii rostlin C4 a CAM. - možnost využití rostlin CAM pro suroviny na výrobu biopaliv a další objasnění procesu a vývoje biopaliv; VAČKA.