Seceta cauzează pierderi mari de recolte în multe regiuni ale lumii, iar schimbările climatice amenință să se agraveze
Metabolismul acidului crassuloid (cunoscut și ca fotosinteză CAM) este o cale de fixare a carbonului care a evoluat la unele plante ca o adaptare la climatele uscate.
La plantele care utilizează fotosinteza CAM, stomatelepe frunze rămân închise în timpul zilei pentru a reduce evapotranspirația (cu alte cuvinte, evaporarea apei). Cu toate acestea, se deschid noaptea pentru a colecta dioxid de carbon, ceea ce le permite să difuzeze malatul (acidul malic) în celulele mezofile. Noaptea, CO2 este stocat în vacuole ca acid malic cu patru atomi de carbon, iar în timpul zilei este transportat la cloroplaste unde este transformat înapoi în CO2. Acest dioxid de carbon este apoi folosit în timpul fotosintezei. CO2 precolectat este concentrat în jurul ribulozei bifosfat carboxilază (enzima RubisCO). Doar crește eficiența fotosintezei. Acest mecanism al metabolismului acid a fost descoperit pentru prima dată la plantele din familia Crassulaceae. Cel mai faimos tip de Crassula din Rusia este Crassula, care a primit porecla „arborele de bani”.
Oamenii de știință au folosit o abordare sofisticată de modelare matematică pentru a studia efectele încorporării fotosintezei SAM în diferite plante.
Autorul principal Nadine Töpfer, care a interpretat acest lucrulucrând în timpul mandatului de doctorat Marie-Curie împreună cu grupul profesorului Lee Sweetlowe de la Oxford, a spus: „Simularea este un instrument puternic pentru explorarea sistemelor complexe și oferă informații care pot ajuta în cercetarea de laborator și de teren. Cred că rezultatele noastre vor servi drept inspirație pentru cercetătorii care doresc să transfere proprietățile de economisire a apei plantelor CAM către alte specii. ”
Folosind simularea cu gamă înaltătemperaturile și condițiile de umiditate relativă, autorii studiului au întrebat: Ar fi fotosinteza CAM sau metodele alternative de economisire a apei mai productive în mediile în care sunt cultivate de obicei culturile care utilizează fotosinteza C3?
Au descoperit că capacitatea de vid a foiieste principalul factor care limitează eficiența utilizării apei în timpul fotosintezei CAM. De asemenea, au descoperit că condițiile de mediu modelează diferitele faze ale ciclului CAM. Modelarea matematică a făcut posibilă identificarea unui ciclu CAM alternativ, care include izocitratul dehidrogenază mitocondrială ca factor potențial de fixare a carbonului inițial pe timp de noapte.
Rezultatele lor au arătat nu numai astaPotențialul de economisire a apei din fotosinteza CAM depinde în mare măsură de mediu (iar mediul în timpul zilei este mai important decât noaptea). Cercetătorii au remarcat, de asemenea, că regimurile metabolice alternative, altele decât ciclul CAM natural, pot fi benefice în anumite condiții. De exemplu, în zilele mai scurte cu temperaturi mai puțin extreme. Descoperirile oamenilor de știință vor ajuta umanitatea să se pregătească pentru cultivarea culturilor alimentare într-un climat din ce în ce mai cald și uscat.
Citește și
Misiunea anuală în Arctica s-a încheiat, iar datele sunt dezamăgitoare. Ce așteaptă omenirea?
Urmăriți-l pe noul Hummer depășind obstacolele de pe drum, mișcându-se ca un crab
În ziua a 3-a de boală, majoritatea pacienților cu COVID-19 își pierd simțul mirosului și suferă adesea de un nas curgător