Sucho způsobuje velké ztráty na úrodě v mnoha oblastech světa a hrozí, že se změna klimatu zhorší
Metabolismus kyseliny krassuloidní (také známý jako CAM fotosyntéza) je dráha fixace uhlíku, která se vyvinula u některých rostlin jako adaptace na suché klima.
U rostlin využívajících CAM fotosyntézu průduchyna listech zůstávají přes den zavřené, aby se snížila evapotranspirace (jinými slovy vypařování vody). V noci se však otevírají, aby sbíraly oxid uhličitý, což jim umožňuje difundovat malát (kyselina jablečná) do buněk mezofylu. V noci se CO2 ukládá ve vakuole jako čtyřuhlíková kyselina jablečná a přes den je transportován do chloroplastů, kde se přeměňuje zpět na CO2. Tento oxid uhličitý se pak využívá při fotosyntéze. Předshromážděný CO2 se koncentruje kolem ribulózabisfosfátkarboxylázy (enzym RubisCO). Jen zvyšuje účinnost fotosyntézy. Tento mechanismus metabolismu kyselin byl poprvé objeven u rostlin z čeledi Crassulaceae. Nejznámějším typem Crassuly v Rusku je Crassula, která získala přezdívku „strom peněz“.
Vědci použili sofistikovaný přístup matematického modelování ke studiu účinků začlenění fotosyntézy SAM do různých rostlin.
Hlavní autorka Nadine Töpfer, která to provedlaběhem svého působení ve funkci Ph.D. Marie-Curie ve skupině profesora Lee Sweetlowe v Oxfordu uvedla: „Simulace je mocný nástroj pro zkoumání složitých systémů a poskytuje poznatky, které mohou pomoci při laboratorním a terénním výzkumu. Věřím, že naše výsledky poslouží jako inspirace pro výzkumníky, kteří chtějí převést vlastnosti CAM rostlin šetřících vodu na jiné druhy. “
Použití simulace vysokého dosahuteploty a relativní vlhkosti, autoři studie se ptali: Byla by CAM fotosyntéza nebo alternativní metody úspory vody produktivnější v prostředích, kde se obvykle pěstují plodiny využívající fotosyntézu C3?
Zjistili, že vakuová kapacita listuje hlavním faktorem omezujícím účinnost použití vody během CAM fotosyntézy. Zjistili také, že podmínky prostředí ovlivňují výskyt různých fází cyklu CAM. Matematické modelování umožnilo identifikovat alternativní CAM cyklus, který zahrnuje mitochondriální isocitrát dehydrogenázu jako potenciální faktor počáteční fixace uhlíku v noci.
Jejich výsledky ukázaly nejen toPotenciál CAM fotosyntézy šetřit vodou je velmi závislý na prostředí (přičemž denní prostředí je důležitější než noční prostředí). Rovněž poznamenali, že alternativní metabolické režimy jiné než přirozený CAM cyklus mohou být za určitých podmínek prospěšné. Například na kratší dny s méně extrémními teplotami. Zjištění vědců pomohou lidstvu připravit se na pěstování potravinářských plodin ve stále horkém a suchém podnebí.
Přečtěte si také
Roční mise v Arktidě skončila a data jsou zklamáním. Co čeká lidstvo?
Sledujte, jak nový Hummer překonává překážky na silnici a pohybuje se jako krab
Ve 3. dni nemoci většina pacientů COVID-19 ztratí čich a často trpí rýmou.