Fitosanitaris ecològics
Les plantes CAM
El metabolisme àcid de les crassulàcees (CAM) és un tipus de metabolisme que es dóna en plantes i que es va descobrir en la família de les cassulàcees, d'aquí el seu nom. El nom de metabolisme àcid fa referència a l'acumulació d'àcids orgànics durant la nit per les plantes que posseïxen aquest mecanisme de fixació de carboni. Aquesta via metabòlica és semblant a la via C4, no obstant això, en la via CAM la separació de les dues carboxilacions no és espaial, com passa a les plantes C4, sinó temporal.
Aquestes plantes tenen dues carboxilacions separades temporalment.
Fixació nocturna de CO2. Aquesta primera fase es dóna a la nit (via de 4 carbonis), quan tenen els estomes oberts. A través d'ells la planta capta CO2 atmosfèric i la fosfoenolpiruvat carboxilasa l’incorpora per carboxilació al fosfenolpiruvat (PEP) que es transforma en oxalacetat (OAA) amb el despreniment d'un grup fosfat; l’oxalacetat format de la prefixació de CO2 és reduït en el citosol a malat mitjançant la NAD-malat deshidrogenasa, el malat és bombejat amb despesa d'energia a les vacuoles, on es va acumulant com àcid màlic i és emmagatzemat, provocant que el contingut vacuolar sigui molt àcid (prop de pH 3) durant la nit.
Amb la sortida del sol, els estomes es tanquen prevenint la pèrdua d'aigua i impedint l'adquisició de CO2. L'àcid màlic surt de la vacuola i es descarboxila alliberant el CO2 i l’àcid pirúvic, el qual és retornat al cicle després de ser fosforalitzat amb ATP, produint novament fosfenolpiruvat. Ja que els estomes estan tancats, el CO2 alliberat internament no pot escapar de la fulla i en lloc d'això és reduït a carbohidrat per l'operació del cicle C3 PCR. La concentració elevada a l'interior de CO2 suprimeix efectivament l’oxigenació fotorespiratòria de la ribulosa 1,5-bifosfat i afavoreix la carboxilació.
Imatge de viquipèdia.
Aquest mecanisme de concentració de diòxid de carboni permet disminuir la probabilitat que entri un O2 en el lloc actiu de la RuBisCO per la qual cosa l'eficiència fotosintètica és major. Les plantes CAM solen ser crasses (no totes) i relegades a ambients secs (també existeixen CAM aquàtiques); això és a causa de el seu baix rendiment total fotosintètic (ja que l'absorció de diòxid de carboni està limitat a la quantitat d'àcid màlic que es pot emmagatzemar a la vacuola) pel que són dolentes competidores amb les plantes C3 o C4. Existeixen plantes CAM constitutives o adaptatives (aquestes últimes només tenen metabolisme àcid de crasulàcees sota estrès hídric, etc.).
Aquestes plantes resolen el problema de pèrdua d'aigua durant la fotosíntesi en obrir els seus estomes només durant la nit quan la temperatura és menor i la humitat de l'ambient és comparativament alta. De manera que el mecanisme CAM li permet a la planta maximitzar l'eficiència en l'ús d'aigua. Típicament una planta CAM perd de 50 a 100 grams d'aigua per cada gram de CO2 guanyat, comparat amb els 250 a 300 grams de la C4 i els 400 a 500 grams de la C3. Per tant, les CAM tenen un avantatge competitiu en ambients amb poca aigua (Taiz, 1991), s'associen a climes desèrtics, però fins i tot en ambients tan humits com el bosc tropical és possible trobar-ne en forma d’epifites com les orquídies (Hans-Walter, 1999), atès que la quantitat d'aigua sobre els troncs dels seus hostes és menor a la registrada sobre el sòl.
