El metabolismo ácido de los crasuláceos , también conocido como fotosíntesis CAM , es una vía de fijación de carbono que evolucionó en algunas plantas como una adaptación a las condiciones áridas [1] que permite a una planta realizar la fotosíntesis durante el día, pero solo intercambiar gases por la noche. En una planta que usa CAM completo, los estomas de las hojas permanecen cerrados durante el día para reducir la evapotranspiración , pero se abren por la noche para recolectar dióxido de carbono ( CO 2 ) y permitir que se difunda en las células del mesófilo . El CO 2se almacena como el ácido málico de cuatro carbonos en vacuolas durante la noche, y luego, durante el día, el malato se transporta a los cloroplastos donde se convierte de nuevo en CO 2 , que luego se utiliza durante la fotosíntesis. El CO 2 recolectado previamente se concentra alrededor de la enzima RuBisCO , aumentando la eficiencia fotosintética . Este mecanismo de metabolismo ácido se descubrió por primera vez en plantas de la familia Crassulaceae .
Las observaciones relativas al CAM fueron realizadas por primera vez por de Saussure en 1804 en sus Recherches Chimiques sur la Végétation . [2] Benjamin Heyne en 1812 notó que las hojas de Bryophyllum en la India eran ácidas por la mañana e insípidas por la tarde. [3] Estas observaciones fueron estudiadas más a fondo y refinadas por Aubert, E. en 1892 en sus Recherches physologiques sur les plantes gramses y expuestas por Richards, HM 1915 en Acidity and Gas Interchange in Cacti , Carnegie Institution. El término CAM puede haber sido acuñado por Ranson y Thomas en 1940, pero no fueron los primeros en descubrir este ciclo. Fue observado por los botánicosRanson y Thomas, de la suculenta familia Crassulaceae (que incluye plantas de jade y Sedum ). [4] Su nombre se refiere al metabolismo ácido en Crassulaceae, no al metabolismo del "ácido crasuláceo", una entidad química inexistente.
CAM es una adaptación para una mayor eficiencia en el uso del agua y, por lo tanto, se encuentra típicamente en plantas que crecen en condiciones áridas. [5] (CAM se encuentra en más del 99% de las 1700 especies conocidas de Cactaceae y en casi todos los cactus que producen frutos comestibles). [6]
Durante la noche, una planta que emplea CAM tiene sus estomas abiertos, lo que permite que el CO 2 entre y se fije como ácidos orgánicos mediante una reacción de PEP similar a la vía del C 4 . Los ácidos orgánicos resultantes se almacenan en vacuolas para su uso posterior, ya que el ciclo de Calvin no puede funcionar sin ATP y NADPH , productos de reacciones dependientes de la luz que no ocurren por la noche. [7]
Durante el día el estomas cerca de agua conserve, y el CO 2 -Almacenamiento ácidos orgánicos se liberan de las vacuolas de las células del mesófilo. Una enzima en el estroma de los cloroplastos libera el CO 2 , que entra en el ciclo de Calvin para que pueda tener lugar la fotosíntesis . [ cita requerida ]
El beneficio más importante de la MCA para la planta es la capacidad de dejar la mayoría de los estomas de las hojas cerrados durante el día. [8] Las plantas que emplean CAM son más comunes en entornos áridos, donde el agua es un bien escaso. Poder mantener los estomas cerrados durante la parte más calurosa y seca del día reduce la pérdida de agua a través de la evapotranspiración , permitiendo que estas plantas crezcan en ambientes que de otra manera serían demasiado secos. Las plantas que utilizan solo la fijación de carbono C 3 , por ejemplo, pierden el 97% del agua que absorben a través de las raíces por la transpiración, un alto costo evitado por las plantas capaces de emplear CAM. [9] [ ¿Qué porcentaje se pierde en las plantas CAM? ]