Podobno gdzieś jest lato

Dowód na to, że rośliny czasem potrafią być nieoszczędne. Kiedy, jak to mówią- jest pogoda, czyli na niebie nie znajdziesz chmur tylko jego błękit, słońce grzeje, a wiatr chłodzi- ludzi napełnia radość i optymizm. Wylegają wtedy z blokowisk, z miasta , na jak też mawiają- łono natury.  Trudno w to uwierzyć, ale wierzcie- są rośliny które w gorące, bezchmurne i bezwietrzne dni, podejmują się swoistego strajku, czyli mniej pracują, czyli mniej efektywnie przetwarzają CO 2 – mniej tworzą cukru. Pytanie w tym momencie powinno brzmieć: dlaczego? Zmniejszona wydajność fotosyntezy – tzw. proces fotooddychania, fotorespiracji, czy cykl C2 zachodzi w pewnych zewnętrznych warunkach warunkujących warunki wewnętrzne. Mam nadzieję, że się wyrażam jasno. Przede wszystkim niezbędne jest słońce, najlepiej w nadmiarze, po co? Aby wywołać w roślinach stres wodny- ma być sucho. Jak wiadomo wtedy zamykają się specjalne twory w skórce tzw. aparaty szparkowe, zapobiegając wyparowywaniu wody ze środka organizmu. Po tej akcji zamykania "wrót", w chloroplastach wzrasta poziom tlenu, ponieważ fotosynteza wciąż trwa. CO 2 zostaje szybko przetworzony wydając przy tym, ogólnie mówiąc- cukier i tlen właśnie, tlen jest metabolicznym odpadem. Tak oto pierwszy warunek zostaje spełniony. Nadmiar tlenu. Fotooddychanie ściśle zależne jest także od temperatury. Jak mówią książki, wzrost temperatury o 10 o C oznacza, że intensywność tego procesu zwiększy się aż ośmiokrotnie. Zakładając, że wszystkie warunki zostają spełnione przypuszczamy, że w końcu coś zacznie się dziać. I dobrze. Wszystko co dzieje się ma początek od istnie "dwulicowego" enzymu RuBisCO- karboksylazy i oksygenazy w jednym. Teraz znowu najlepiej jest zapytać: dlaczego? Enzym ten działający jako oksygenaza do RuBP przyłączy tlen, (nie jak jest w fotosyntezie- CO 2 ) co ostatecznie spowoduje powstanie 1 cząsteczki PGA i jednej fosfoglikolanu (w fotosyntezie powstają 2 cząsteczki PGA). Aby nie utrudniać sprawy biochemią, powiem krótko- PGA to związek który zostaje "przetworzony" w procesie fotosyntezy do tzw. fosfotriozy – związku wyjściowego w syntezie cukru. To nie koniec. Fosfoglikolan z chloroplastu przez peroksysom, mitochondriumi z powrotem przez mitochondrium i peroksysom do chloroplastu (połamać język można), jak śliwka na taśmie produkcyjnej zostaje przerobiona do dżemu, tak 2 cząst. fosfoglikolanu w organellach i szponach biochemii do PGA i CO 2 . Jak się pośrednie związki nazywają pamiętać nie trzeba. Jest to w książkach. Wersja super ułatwiona na schemacie. Rys. pt. Droga do PGA.   Jak widać na schemacie istnieją 2 drogi do PGA. Znana z fotosyntezy karboksylacja RuBP (szlak zielony) i przez reakcje fotooddychania( szlak czerwony) które wymagają większego zużycia energii i są mniej efektywne. Teraz ktoś nadgorliwy mógłby rzec: dlaczego? Jak widać, fotooddychanie prowadzi do uwolnienia C0 2 i jest to bezsprzecznie czyste marnotrawstwo energii uzyskanej w fotosyntezie. Istnieje przypuszczenie, że jest to roślinne dziedzictwo z czasów gdy w atmosferze nie było zbyt wiele tlenu, a zatem i sposobności dla enzymu RuBisCO by przyłączyć tlen do RuBP. W historii życia widać, że ewolucja bardzo bogato rozwinęła autotrofizm (jeśli nie mieszkasz w Warszawie wyjrzyj przez okno) stworzyła wiele form roślinnych, glonów, porostów, bakterii przyczyniając się pośrednio do zmiany składu chemicznego atmosfery (czyt. jest więcej tlenu) tak i powstaje większa szansa aby w odpowiednich warunkach RuBisCO stał się oksygenazą czyli, powtarzając- do RuBP przyłączał tlen, a nie C0 2 (co oznaczałoby karboksylację). Zatem czy w słoneczne, suche dni nie ma takich roślin które byłyby w stanie zaprzestać tej fotosyntetycznej rozrzutności? Czy istnieje jakaś możliwość, aby zapobiec fotooddychaniu? Odpowiedź brzmi- tak. Zdecydowanie tak! Generalnie chodzi o to, by stworzyć warunki optymalnego stężenia CO 2 . Czyli aby nie doszło do cyklu C2 istnieje możliwość, że obok cyklu C3 sprawę rozwiąże cykl C4 J . Lecz o tym kiedy indziej.  A jeśli ktoś teraz zapyta: dlaczego? Powiem tak jak w pewnym czasie, w pewnym mieście, w pewnej szkole, pewien fizyk- pewnej ucznnicy rzekł- "bo tak". Literatura i grafika Praca zbiorowa pod redakcją J.Kopcewicza i S.Lewaka; Podstawy fizjologii roslin. PWN Warszawa 1998 ?Solomon, Berg, Martin, Villee ; Biologia; Multico Warszawa 1996 ?A.Szweykowska; Fizjologia roślin; skrypt; UAM Poznań 1999