METABOLISMO ÁCIDO DE LAS CRASULÁCEAS EN RELACIÓN A OTROS

MECANISMOS DE CONCENTRACIÓN DE CARBONO EN PLANTAS DE AGUA DULCE

Lucas Fernández Lalanne, 3º B

Signe Koch Klavsen, Tom V. Madsen, Stephen C. Maberly

Photosynthesis Research (2011) 109:269-279

Springer Science

Índice

Isoetales

Elodeas

1. Disponibilidad de CO2 en hábitats acuáticos.2. Respuestas a la falta de carbono. 2.1. Estrategias de evasión. 2.2. Estrategias de explotación. 2.3. Mecanismos de concentración de carbono (CCM). - Captación de bicarbonato. - Metabolismo C4. - CAM. - CAM terrestres VS. CAM acuáticas. - Hábitats de CAM acuáticas. - Plasticidad CAM. - Relación O2:CO2

- Absorción de CO2 durante la noche.

Disponibilidad de CO2 en hábitats acuáticos.

Lago oligotrófico: bajas concentraciones de CO2

Lago eutrófico: altas concentraciones de CO2

- Las concentraciones de CO2 varían entre 0 y 350 μmoles/litro.

- Coeficientes de difusión de CO2 muy bajos.

- El carbono inorgánico actúa como factor limitante.

Respuestas a la falta de carbono

1. Estrategias de evasión: las plantas evitan lugares en los que hay una baja concentración de CO2.

2. Estrategias de explotación: las plantas utilizan, o explotan, recursos de CO2 alternativos.

Fontinalis antipyretica

Hojas flotantes Aerénquimas Sistema lagunar

3. Mecanismos de concentración de carbono (CCM) alrededor de los sitios activos de la rubisco.

- Captación de bicarbonato. - Vía directa, mediante una proteína simporte de bicarbonato y protones. - Vía indirecta, mediante la acidificación de la capa límite.

- Metabolismo C4 (poco común). No tienen anatomía Kranz.

- Metabolismo ácido de las Crasuláceas (CAM).

Hydrilla verticillata

CAM acuáticas

- No poseen estomas.- El sustrato de la PEP carboxilasa es el bicarbonato, cuya procedencia puede ser : - Fuente endógena: respiración. - Fuente exógena: masa de agua o de los sedimentos.- Capacidad de concentrar CO2 durante la fase de descarboxilación.

CAM terrestres- Conservación de agua.- Estomas cerrados durante el día.

Hábitats de CAM acuáticas

Lagos oligotróficos

pH bajoBajas concentraciones de carbono inorgánicoBajas concentraciones de bicarbonatoToma de carbono durante el día

Littorella uniflora

Lagos eutróficos

Bajas concentraciones de carbono por el día (ventaja a especies no-CAM)Altas concentraciones de carbono por la noche (no hay competición con especies no-CAM)

Crassula helmsii

Plasticidad CAM- A largo plazo (cambios estacionales), depende de la interacción de muchos factores.

- A corto plazo(cambios día

a día)

Aumenta la luz

Aumenta la descarboxilación del malato

Disminuye la acidez

Disminuyela luz

Disminuye la descarboxilación del malato

Aumenta la acidez

Relación O2:CO2

(fase de descarboxilación)

>1 No se pierde CO2 del metabolismo

<1 Se pierde CO2 del metabolismo - [CO2] externo muy elevado - [CO2] de la descarboxilación muy elevado

Absorción de CO2 durante la noche

El carbono fijado por la noche proviene de la respiración endógena

Conclusiones

1. Podemos encontrar CAM en plantas acuáticas pertenecientes a las Isoetales y Elodeas.2. Su regulación está en relación con factores ambientales, que funcionan como un CCM.3. La fijación de carbono inorgánico por esta vía contribuye en gran medida a las reservas de carbono.

Crassula helmsii

4. La fijación del carbono inorgánico externo es inhibida por la descarboxilación.5. CAM es beneficioso cuando la [CO2] en el agua es baja.

IsoetalesElodeas