Фотосинтез по типу толстянковых
Как и все зеленые растения, Толстянковые осуществляют фотосинтез, образуя из углекислого газа и воды органические вещества. Однако данный процесс имеет у рассматриваемого семейства определенные особенности, так что он даже получил особое название «фотосинтез по типу толстянковых».
Растения мезофитных условий обитания, не страдающие от недостатка влаги, фотосинтезируют днем. В это время устьица, через которые они поглощают СО2 и испаряют воду, максимально открыты. Суккулентные растения, к которым относятся толстянковые, делают все наоборот. Днем, при наибольшей инсоляции и высокой температуре воздуха, устьица их практически закрыты. Это позволяет избежать чрезмерного испарения влаги.
Процесс фотосинтеза у толстянковых происходит ночью, когда температура воздуха значительно понижается и устьица открываются. В это время при незначительном испарении воды суккулентные растения также выделяют кислород (О2) — первый продукт химической реакции между СО2 и водой (второй продукт фотосинтеза углеводы — органические вещества, необходимые растительному организму как источник энергии и углерода для синтеза необходимых аминокислот).
У большинства растений первичный метаболит фотосинтеза, связавший О2 для его дальнейших превращений, — органическая кислота, содержащая 3 атома углерода (3-фосфоглицериновая); такой тип называют С3-тип фотосинтеза (С3-путь метаболизма). У многих растений (сахарный тростник, кукуруза, просо) первичными метаболитами являются кислоты, содержащие не 3, а 4 атома углерода (щавелевоуксусная и другие). Такой тип фотосинтеза называется С4-тип фотосинтеза, и он характерен прежде всего для растений аридных местообитаний.
Замена 3 атомов на 4 в действительности дает огромные преимущества растениям с С4-типом в тропической и умеренной зонах, особенно в засушливых районах: у них максимальная скорость фиксации СО2 и меньшие расходы энергии на фотодыхание.
При изучении фотосинтеза у суккулентов обнаружили небольшие отличия от С4-типа по месту прохождения отдельных реакций (в хлоренхиме) и получающимся углеводам — так называемый САМ-тип (Crassulacean acid metabolism). Впервые выявили эту разновидность С4-типа именно у растений семейства Толстянковые, откуда пошло и название типа фотосинтеза.
Добавить комментарий