A seca está a causar grandes perdas de colheitas em muitas regiões do mundo e as alterações climáticas ameaçam piorar
O metabolismo do ácido crassulóide (também conhecido como fotossíntese CAM) é uma via de fixação de carbono que evoluiu em algumas plantas como uma adaptação a climas secos.
Em plantas que usam fotossíntese CAM, os estômatosnas folhas permanecem fechadas durante o dia para reduzir a evapotranspiração (ou seja, a evaporação da água). No entanto, eles abrem à noite para coletar dióxido de carbono, o que lhes permite difundir o malato (ácido málico) nas células do mesofilo. À noite, o CO2 é armazenado no vacúolo como ácido málico de quatro carbonos e durante o dia é transportado para os cloroplastos onde é convertido novamente em CO2. Este dióxido de carbono é então usado durante a fotossíntese. O CO2 pré-coletado é concentrado em torno da ribulose bifosfato carboxilase (enzima RubisCO). Apenas aumenta a eficiência da fotossíntese. Este mecanismo de metabolismo ácido foi descoberto pela primeira vez em plantas da família Crassulaceae. O tipo mais famoso de Crassula na Rússia é o Crassula, que recebeu o apelido de “árvore do dinheiro”.
Os cientistas usaram uma abordagem de modelagem matemática sofisticada para estudar os efeitos da incorporação da fotossíntese SAM em várias plantas.
A autora principal Nadine Töpfer, que executou estetrabalhando durante sua gestão como Ph.D. Marie-Curie com o grupo do professor Lee Sweetlowe em Oxford, disse: “A simulação é uma ferramenta poderosa para explorar sistemas complexos e fornece insights que podem auxiliar em pesquisas de laboratório e de campo. Acredito que nossos resultados servirão de inspiração para pesquisadores que buscam transferir as propriedades de economia de água das plantas CAM para outras espécies. ”
Usando simulação de alto alcancetemperaturas e condições de umidade relativa, os autores do estudo perguntaram: A fotossíntese CAM ou métodos alternativos de economia de água seriam mais produtivos em ambientes onde normalmente são cultivadas culturas que usam a fotossíntese C3?
Eles descobriram que a capacidade de vácuo da folhaé o principal fator que limita a eficiência do uso da água durante a fotossíntese CAM. Eles também descobriram que as condições ambientais moldam as várias fases do ciclo CAM. A modelagem matemática possibilitou a identificação de um ciclo alternativo de CAM, que inclui a isocitrato desidrogenase mitocondrial como potencial fator de fixação inicial de carbono à noite.
Seus resultados mostraram não só queO potencial de economia de água da fotossíntese CAM é altamente dependente do ambiente (e o ambiente diurno é mais importante do que o noturno). Os cientistas também observaram que regimes metabólicos alternativos diferentes do ciclo natural do CAM podem ser benéficos sob certas condições. Por exemplo, em dias mais curtos com temperaturas menos extremas. As descobertas dos cientistas ajudarão a humanidade a se preparar para o cultivo de alimentos em um clima cada vez mais quente e seco.
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