Bitkilerde kuraklığa toleransın arkasında çalışan çeşitli mekanizmalar vardır, ancak bir grup bitki bir şekilde düşük su koşullarında ve hatta dünyanın kurak bölgelerinde yaşamasına izin veren çöl. Bu bitkilere Crassulacean asit metabolizması bitkileri veya CAM bitkileri denir. Şaşırtıcı bir şekilde, tüm vasküler bitki türlerinin% 5'inden fazlası fotosentetik yolağı olarak CAM kullanır ve diğerleri gerektiğinde CAM aktivitesi sergileyebilir. CAM alternatif bir biyokimyasal varyant değil, belirli bitkilerin kuraklık alanlarında hayatta kalmasını sağlayan bir mekanizmadır. Aslında, ekolojik bir adaptasyon olabilir.
Yukarıda adı geçen kaktüsün (Cactaceae ailesi) yanı sıra CAM bitkilerinin örnekleri ananas (Bromeliaceae ailesi), agav (Agavaceae ailesi) ve hatta bazı Sardunya (sardunyalar). Birçok orkide, su emme için hava köklerine bağlı oldukları için epifitler ve ayrıca CAM bitkileridir.
CAM tesislerinin tarihçesi ve keşfi
CAM bitkilerinin keşfi, Roma halkı bazı bitkilerin diyetlerinde kullanılan yapraklar sabahları hasat edilirse acı tadı, ancak daha sonra hasat edilirse çok acı değildi gün. Benjamin Heyne adında bir bilim adamı 1815'te aynı şeyi fark ederken fark etti
Bryophyllum calycinum, Crassulaceae familyasından bir bitki (dolayısıyla, bu işlem için "Crassulacean asit metabolizması" adı). Bitkiyi neden yiyordu, zehirli olabileceğinden belirsiz, ama görünüşe göre hayatta kaldı ve bunun neden olduğuna dair araştırmaları teşvik etti.Ancak birkaç yıl önce Nicholas-Theodore de Saussure adında bir İsviçreli bilim adamı Chimiques sur la Bitki Örtülerini Toplar Bitkilerin Kimyasal Araştırması. CAM'ın varlığını belgeleyen ilk bilim adamı olarak kabul edilir. yazıldı 1804 kaktüs gibi bitkilerde gaz alışverişinin fizyolojisinin ince yapraklı bitkilerden farklı olduğunu.
CAM Tesisleri Nasıl Çalışır?
CAM bitkileri "normal" bitkilerden ( C3 bitkileri) nasıl Fotosentez. Normal fotosentezde, karbondioksit (CO2), su (H2O), ışık ve adı verilen bir enzim olduğunda glikoz oluşur Rubisco, oksijen, su ve her biri üç karbon içeren iki karbon molekülü oluşturmak için birlikte çalışacaktır (dolayısıyla, C3 adı). Bu aslında iki nedenden dolayı verimsiz bir süreçtir: atmosferdeki düşük karbon seviyeleri ve Rubisco'nun CO2 için sahip olduğu düşük afiniteli. Bu nedenle, bitkiler olabildiğince CO2'yi "yakalamak" için yüksek seviyelerde Rubisco üretmelidir. Oksijen gazı (O2) de bu işlemi etkiler, çünkü kullanılmayan Rubisco O2 tarafından oksitlenir. Tesiste oksijen gazı seviyeleri ne kadar yüksek olursa, o kadar az Rubisco vardır; bu nedenle daha az karbon asimile edilir ve glikoza dönüştürülür. C3 bitkileri, stoma işlem sırasında çok fazla su (terleme yoluyla) kaybedebilseler bile, mümkün olduğunca fazla karbon toplamak için gün boyunca açıktır.
Çöldeki bitkiler gün boyunca stomalarını açık bırakamazlar çünkü çok değerli su kaybederler. Kurak bir ortamda bulunan bir bitki, alabileceği tüm suyu tutmalıdır! Bu nedenle, fotosentez ile farklı bir şekilde ilgilenmelidir. CAM bitkilerinin terleme yoluyla su kaybı şansının daha az olduğu geceleri stomaları açmaları gerekir. Bitki geceleri hala CO2 alabilir. Sabah, CO2'den malik asit oluşur (Heyne'nin bahsettiği acı tadı hatırlayın?) Ve asit, kapalı stoma koşulları altında gün boyunca CO2'ye dekarboksilatlanır (parçalanır). Daha sonra CO2, karbonhidratlar yoluyla gerekli karbonhidratlara dönüştürülür. Calvin Döngüsü.
Güncel Araştırma
Evrimsel tarihi ve genetik temeli de dahil olmak üzere CAM'ın ince detayları üzerinde araştırmalar devam etmektedir. Ağustos 2013'te Urbana-Champaign'daki Illinois Üniversitesi'nde C4 ve CAM bitki biyolojisi sempozyumu gerçekleştirildi. biyoyakıt üretim hammaddeleri için CAM tesislerinin kullanılma olasılığı ve proses ve evrim sürecinin daha da aydınlatılması KAM.