Muñoz, Nogales, Ordóñez, Pinilla

¿Qué no hay agua?... ¡Yo me adapto!
De los diferentes ciclos fotosintéticos
J. Muñoz Martínez, P. Nogales Gómez-Imaz, C. D. Ordóñez Cencerrrado ,P. Pinilla Marín.
La disponibilidad de agua es un factor fundamental para la vida. La diversidad de hábitats presentan diferentes condiciones y recursos. Esta variedad, ha provocado distintas adaptaciones al medio para aumentar la eficiencia del uso del agua. Por ello, hemos comparado los diferentes ciclos fotosintéticos existentes en vegetales
para estudiar la eficiencia del uso del agua.
Ciclo fotosintético C3
La mayoría de las plantas presentan ciclo C3.
Recibe este nombre puesto que el primer intermediario
estable dentro del ciclo de Calvin tiene 3 carbonos
(Fig. 1) .
La captación de CO2 está mediada por la RuBisCO.
Esta enzima puede unir tanto O2 como CO2 teniendo
mayor afinidad por este último, por lo que no tiene un
rendimiento fotosintético completo.
La anatomía foliar presenta el mesófilo divido en dos
tipo de parénquimas y muestran la vaina del haz sin
cloroplastos (Fig 2).
Fig. 1: Ciclo de Calvin-Benson.
C3
Fig. 4: Comparación de
los ciclos fotosintéticos
y la realización en uno
o dos tipos de células
entre C3 y C4.
C4
Fig. 2: Anatomía foliar de plantas C3.
Ciclo fotosintético C4
Características generales
Anatomía foliar especifica de tipo Kranz (mesófilo arropando
a la vaina rica en cloroplastos) (Fig 3).
Primer aceptor de
CO2, Fosfoenolpiruvato carboxilasa
(PEPc) con mayor afinidad por CO2 y menor por O2 que la
RuBisCO (Fig. 4).
Ventajas
Ampliación de la eficacia de la RuBisCO por aumento de la
concentración de CO2 en la hoja.
Aumento de la eficiencia del uso del agua por el incremento
de la fijación de CO2 .
Desventajas
Dependencia de alta tasa de radiación y temperatura debido al
funcionamiento enzimático de la PEPc.
Hábitat
Tropicales y subtropicales de tipo sabana.
Familias
Chenopodeaceae, Gramineae, Ciperaceae, Amaranthaceae.
Fig. 3: Anatomía foliar de plantas C4.
Ciclo fotosintético CAM
Características generales
Apertura de estomas nocturna y cierre diurno (Fig. 5).
Reducción de la superficie foliar.
Engrosamiento de la cutícula.
Uso diferido del CO2 (empleo principalmente diurno).
Estructuras de almacenamiento del agua.
Ruta metabólica adaptada por la reducción de la superficie foliar con la aparición de la PEPc.
Ventajas
Aumento de la eficiencia del uso del agua por disminución de la transpiración.
Desventajas
Menor eficiencia relativa de la fotosíntesis debido al mecanismo de apertura
estomático.
Hábitat
Áridos y secos de tipo desierto.
Familias
Cactaceae, Euphorbiaceae, Crassulaceae y Aizoaceae.
Fig. 5: Ciclo fotosintético CAM y relación entre el mecanismo de apertura de estomas.
Conclusión
En la naturaleza existen compromisos evolutivos, es decir, si por la aparición de una determinada adaptación se favorece la mayor eficiencia en un aspecto se verán desfavorecidos otros.
Como hemos visto existen diferentes mecanismos para conseguir una mayor eficiencia del agua o una mayor tasa de fotosíntesis en función del hábitat. Debido a los distintos factores de estrés que existen, han surgido diferentes adaptaciones para que sea posible la vida en estos ambientes.
Smith T. M., Smith R. L. (2007) Ecología. Pearson, Madrid.;De la Rosa M. A., Hervás M., Serrano A., Losada M. (1990) Fotobioquímica. Síntesis, Madrid.;Taiz L. y Zeiger E.(2006) Fisiología vegetal vol.1 Plubicacions de la Universitat Jaume I, Castelló de la Plana.;Alonso J.R.( 2011) Manual de Histología vegetal. Mundi-Prensa, Madrid