Suša uzrokuje velike gubitke usjeva u mnogim dijelovima svijeta, a klimatske promjene prijetepogoršati
Metabolizam krassuloidne kiseline (također poznat kao CAM fotosinteza) je put fiksacije ugljika koji se razvio u nekim biljkama kao rezultat prilagodbe sušnim klimatskim uvjetima.
Kod biljaka koje koriste CAM fotosintezu, pučina listovima ostaju zatvoreni tijekom dana kako bi se smanjila evapotranspiracija (drugim riječima, isparavanje vode). Međutim, otvaraju se noću kako bi skupile ugljični dioksid, što im omogućuje difuziju malata (jabučne kiseline) u stanice mezofila. Noću se CO2 pohranjuje u vakuoli kao jabučna kiselina s četiri atoma ugljika, a danju se prenosi u kloroplaste, gdje se ponovno pretvara u CO2. Taj se ugljikov dioksid zatim koristi tijekom fotosinteze. Prethodno sakupljeni CO2 se koncentrira oko ribuloza bisfosfat karboksilaze (enzim RubisCO). To samo povećava učinkovitost fotosinteze. Ovaj mehanizam metabolizma kiseline prvi je put otkriven u biljkama iz obitelji Crassulaceae. Najpoznatija vrsta Crassule u Rusiji je Crassula, koja je dobila nadimak "drvo novca".
Znanstvenici su upotrijebili sofisticirani pristup matematičkog modeliranja da bi proučavali učinke uključivanja SAM fotosinteze u razne biljke.
Glavna autorica Nadine Töpfer, koja je ovo izvelaradeći za vrijeme doktorata dr. Marie-Curie s grupom profesorice Lee Sweetlowe na Oxfordu, rekla je: „Simulacija je moćan alat za istraživanje složenih sustava i pruža uvide koji mogu pomoći u laboratorijskim i terenskim istraživanjima. Vjerujem da će naši rezultati poslužiti kao nadahnuće istraživačima koji žele prenijeti svojstva CAM biljaka koja štede vodu na druge vrste. "
Korištenje simulacije visokog rasponatemperaturama i uvjetima relativne vlažnosti, autori studije pitali su: Bi li CAM fotosinteza ili alternativne metode uštede vode bile produktivnije u okruženjima u kojima se obično uzgajaju usjevi koji koriste C3 fotosintezu?
Otkrili su da vakuumski kapacitet limaje glavni čimbenik koji ograničava učinkovitost korištenja vode tijekom CAM fotosinteze. Također su otkrili da uvjeti okoliša oblikuju različite faze CAM ciklusa. Matematičko modeliranje omogućilo je identificiranje alternativnog CAM ciklusa, koji uključuje mitohondrijsku izocitrat dehidrogenazu kao potencijalni čimbenik početne fiksacije ugljika noću.
Njihovi rezultati pokazali su ne samo toPotencijal uštede vode fotosinteze CAM uvelike ovisi o okolišu (a dnevno okruženje je važnije od noćnog). Istraživači su također primijetili da alternativni metabolički režimi koji nisu prirodni CAM ciklus mogu biti korisni pod određenim uvjetima. Primjerice, kraćim danima s manje ekstremnim temperaturama. Nalazi znanstvenika pomoći će čovječanstvu da se pripremi za uzgoj prehrambenih usjeva u sve vrućoj i suhoj klimi.
Pročitajte i
Završila je godišnja misija na Arktiku i podaci su razočaravajući. Što čeka čovječanstvo?
Gledajte kako novi Hummer svladava prepreke na cesti, krećući se poput rakova
Na 3. dan bolesti, većina bolesnika s COVID-19 gubi smrad i često pate od curenja iz nosa