Em que condições uma planta C4 tem vantagens adaptativas? Quais seriam estas vantagens?
Passo 1
O enunciado pergunta em que situações ambientais uma planta
sai ganhando em relação a uma planta
e quais as vantagens disso. O conteúdo envolvido é a estratégia de concentração de
no ciclo de Calvin e a redução da fotorrespiração.
Passo 2
Para entender as vantagens, primeiro lembre que em temperaturas elevadas e sob alta intensidade de luz a enzima Rubisco tende a fixar
em vez de
, causando fotorrespiração, que é um processo ineficiente e desperdiça energia e carbono. Em plantas
, esse efeito aumenta muito quando a temperatura ultrapassa cerca de
ou quando a concentração de
no ar cai.
Já a planta usa a enzima PEP carboxilase para “prender”
num composto de quatro carbonos no mesofilo. Esse composto é levado até as células do feixe vascular, onde se libera
para a Rubisco com concentração local muito mais alta. Assim, a Rubisco trabalha quase sempre em modo carboxilase e a fotorrespiração fica praticamente anulada.
Já a planta
Passo 3
Portanto, as condições ambientais que favorecem o sistema
são:
altas temperaturas, que intensificam a fotorrespiração em plantas
;
alta irradiância luminosa, que aumenta a demanda energética pelo ciclo de Calvin;
ambientes secos ou com disponibilidade restrita de água, pois a planta
consegue manter estômatos mais fechados;
atmosferas com concentração relativamente baixa de
.
As vantagens adaptativas resultantes são:
forte redução da fotorrespiração, elevando a eficiência na fixação de carbono;
maior eficiência no uso de água, pois estômatos podem ficar mais fechados para evitar perda hídrica;
melhor eficiência no uso de nutrientes, especialmente nitrogênio, já que há menos necessidade de sintetizar enzimas extras para lidar com a fotorrespiração;
, no conjunto, maior taxa de assimilação líquida de
sob estresse térmico, luminoso ou hídrico.
As vantagens adaptativas resultantes são:
Resposta
Plantas
têm vantagem em ambientes quentes, com alta luz, baixa
e estresse hídrico. As vantagens são a supressão da fotorrespiração, maior eficiência hídrica e nutricional e, consequentemente, taxas superiores de fixação de carbono nessas condições.