Especies de plantas desarrollan fotosíntesis nocturna para sobrevivir

Las plantas como los agaves, las cactáceas, el aloe, las piñas y algunas crasuláceas logran sobrevivir en lugares con baja disponibilidad de agua por una fotosíntesis especializada que les permite asimilar el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera durante la noche.

“Desde hace varios años se detectó un ciclo de cambios en la acidez de los tejidos de las plantas, por primera vez en especies de la familia de las crasuláceas, al que se le llamó Crassulacean acid metabolism (CAM), dijo el investigador José Luis Andrade Torres, en un comunicado de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).

“Este metabolismo es tan sólo uno de los tres tipos de fotosíntesis que se realizan en las plantas vasculares para la asimilación del CO2 de la atmósfera”, añadió Andrade, quien es miembro del Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY).

A diferencia de otras fotosíntesis, en las CAM las plantas fijan el CO2 sobre todo por la noche con el uso de la enzima PEPC, un proceso que les permite hacer un uso más eficiente del agua.

“Las hojas de estas plantas abren los estomas por la noche en vez de hacerlo durante el día, de esta forma pierden menos agua”, mencionó el investigador.

Lo peculiar de este comportamiento se resume en que la enzima que fija el bióxido de carbono es muy activa y produce ácidos orgánicos, los cuales se almacenan en las grandes vacuolas, y gracias a las características de las células propician el gran tamaño.

Al día siguiente, estos ácidos salen de las vacuolas y se descomponen para que el bióxido de carbono se fije por el medio habitual de todas las plantas, siendo estos los principales pasos metabólicos de la fotosíntesis CAM.

El especialista dijo que para detectar las variaciones en la acidez de las plantas es necesario hacer dos titulaciones del tejido (análisis químicos), uno al anochecer y otro por la mañana, con una solución alcalina de hidróxido de potasio o hidróxido de sodio.

Andrade precisó que la fotosíntesis C4, la cual hace referencia a otro de los tipos de fotosíntesis, y la CAM, son ejemplo de los mecanismos que evolucionaron en las plantas para disminuir la pérdida de energía asociada a la fotorespiración.

Ambos tipos de fotosíntesis utilizan la enzima PEPC para fijar el CO2, pero además esta enzima se encuentra en todas las células vegetales al realizar funciones relacionadas con la síntesis de aminoácidos y regulación del pH.

“En particular, las células estomáticas tienen una alta concentración de PEPC y vacuolas de gran tamaño, por lo que se ha planteado que la evolución del CAM surge cuando los caracteres expresados en los estomas se presentan en las células del mesófilo”, indicó Andrade.

“De esta manera, el desarrollo de la fotosíntesis CAM no involucra la creación de nuevos genes, sino modificaciones en la regulación de los ya existentes”, agregó el investigador.

A partir de estas plantas evolucionaron especies que requerían de manera más estricta del uso de carbono fijado durante la noche y se suprimió por completo la toma de carbono durante el día.

“La fotosíntesis CAM es costosa e implica limitaciones en la toma del carbono, pues las plantas sólo lo pueden tomar durante la noche; además las plantas han aprendido a ocupar ambientes desfavorables en los que otras, con fotosíntesis común, no podrían sobrevivir”, destacó.

NTX

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