ภัยแล้งทําให้เกิดการสูญเสียพืชผลอย่างหนักในหลายส่วนของโลกและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกําลังคุกคามกวนโทโส
การเผาผลาญกรด Crassuloid (หรือที่เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง CAM) เป็นเส้นทางการตรึงคาร์บอนที่มีวิวัฒนาการในพืชบางชนิดอันเป็นผลมาจากการปรับตัวให้เข้ากับสภาพอากาศที่แห้งแล้ง
ในพืชที่ใช้การสังเคราะห์ด้วยแสง CAM, ปากใบบนใบยังคงปิดในระหว่างวันเพื่อลดการคายระเหย (หรืออีกนัยหนึ่งคือการระเหยของน้ำ) อย่างไรก็ตาม พวกมันจะเปิดในเวลากลางคืนเพื่อรวบรวมคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งช่วยให้พวกมันกระจายมาเลต (กรดมาลิก) เข้าไปในเซลล์มีโซฟิลล์ ในเวลากลางคืน CO2 จะถูกเก็บไว้ในแวคิวโอลเป็นกรดมาลิกสี่คาร์บอน และในระหว่างวันจะถูกขนส่งไปยังคลอโรพลาสต์ ซึ่งจะถูกแปลงกลับเป็น CO2 คาร์บอนไดออกไซด์นี้จะถูกใช้ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง CO2 ที่รวบรวมไว้ล่วงหน้าจะเข้มข้นรอบๆ ไรบูโลส บิสฟอสเฟต คาร์บอกซีเลส (เอนไซม์ RubisCO) มันแค่เพิ่มประสิทธิภาพของการสังเคราะห์ด้วยแสง กลไกการเผาผลาญของกรดนี้ถูกค้นพบครั้งแรกในพืชในวงศ์ Crassulaceae Crassula ประเภทที่มีชื่อเสียงที่สุดในรัสเซียคือ Crassula ซึ่งได้รับฉายาว่า "ต้นไม้เงิน"
นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้วิธีการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนเพื่อศึกษาผลของการรวมการสังเคราะห์แสง SAM เข้ากับพืชต่างๆ
ผู้เขียนนำ Nadine Töpferผู้แสดงเรื่องนี้Marie-Curie ร่วมกับกลุ่มศาสตราจารย์ Lee Sweetlowe ที่ Oxford กล่าวว่า“ การจำลองเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการสำรวจระบบที่ซับซ้อนและให้ข้อมูลเชิงลึกที่สามารถช่วยในการวิจัยในห้องปฏิบัติการและภาคสนาม ฉันเชื่อว่าผลลัพธ์ของเราจะเป็นแรงบันดาลใจให้กับนักวิจัยที่ต้องการถ่ายทอดคุณสมบัติการประหยัดน้ำของพืช CAM ไปยังสายพันธุ์อื่น ๆ ”
ใช้การจำลองระยะไกลผู้เขียนศึกษาตั้งคำถามว่า อุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์: การสังเคราะห์ด้วยแสงด้วย CAM หรือวิธีการประหยัดน้ำแบบอื่นจะมีประสิทธิผลมากกว่าในสภาพแวดล้อมที่ปลูกพืชโดยใช้การสังเคราะห์ด้วยแสง C3 หรือไม่
พวกเขาพบว่าความจุสูญญากาศของแผ่นเป็นปัจจัยหลักที่ จำกัด ประสิทธิภาพของการใช้น้ำในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง CAM พวกเขายังพบว่าสภาพแวดล้อมเป็นตัวกำหนดระยะต่างๆของวงจร CAM การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ทำให้สามารถระบุวัฏจักร CAM ทางเลือกซึ่งรวมถึง mitochondrial isocitrate dehydrogenase เป็นปัจจัยที่เป็นไปได้ของการตรึงคาร์บอนเริ่มต้นในเวลากลางคืน
ผลลัพธ์ของพวกเขาไม่เพียงแค่นั้นศักยภาพในการประหยัดน้ำของการสังเคราะห์ด้วยแสงของ CAM นั้นขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมเป็นอย่างมาก (โดยที่สภาพแวดล้อมในตอนกลางวันมีความสำคัญมากกว่าเวลากลางคืน) พวกเขายังตั้งข้อสังเกตว่าวิธีการเผาผลาญทางเลือกอื่นนอกเหนือจากวงจร CAM ตามธรรมชาติอาจเป็นประโยชน์ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ตัวอย่างเช่นในวันที่สั้นลงและมีอุณหภูมิสูงน้อยกว่า การค้นพบของนักวิทยาศาสตร์จะช่วยให้มนุษยชาติเตรียมพร้อมสำหรับการปลูกพืชอาหารในสภาพอากาศที่ร้อนและแห้งมากขึ้น
อ่านยัง
ภารกิจประจำปีในอาร์กติกสิ้นสุดลงแล้วและข้อมูลน่าผิดหวัง อะไรรอมนุษยชาติอยู่?
ชม Hummer ใหม่เอาชนะอุปสรรคบนท้องถนนเคลื่อนไหวเหมือนปู
ในวันที่ 3 ของการเจ็บป่วยผู้ป่วย COVID-19 ส่วนใหญ่สูญเสียความรู้สึกในการดมและมักจะมีอาการน้ำมูกไหล