Was ist crass?

Crassulaceen-Säurestoffwechsel (CAM)

Der Crassulaceen-Säurestoffwechsel (CAM) ist ein spezieller Photosyntheseweg, der in Sukkulenten und einigen anderen Pflanzenarten vorkommt, die in trockenen Umgebungen leben. Er ermöglicht es den Pflanzen, Wasser zu sparen, indem sie ihre Stomata (Atemöffnungen) tagsüber geschlossen halten, um Wasserverlust zu minimieren.

Wie funktioniert CAM?

Der CAM-Mechanismus funktioniert in zwei Hauptphasen:

1. Nächtliche CO2-Fixierung: In der Nacht, wenn die Luftfeuchtigkeit höher und der Temperatur niedrig ist, öffnen die CAM-Pflanzen ihre Stomata und nehmen Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre auf. Das CO2 wird dann in organische Säuren, hauptsächlich Äpfelsäure, umgewandelt und in den Vakuolen der Mesophyllzellen gespeichert. Dieser Schritt ähnelt der CO2-Fixierung im C4-Pfad, jedoch zeitlich getrennt von der nachfolgenden Calvin-Zyklus.
2. Tägliche Decarboxylierung und Calvin-Zyklus: Tagsüber, wenn die Stomata geschlossen sind, wird die Äpfelsäure aus den Vakuolen freigesetzt und decarboxyliert, d.h. es wird CO2 freigesetzt. Dieses freigesetzte CO2 wird dann im Calvin-Zyklus verwendet, um Zucker zu produzieren. Da die Stomata geschlossen sind, wird der Wasserverlust minimiert.

Vorteile von CAM:

• Wassereinsparung: Der Hauptvorteil von CAM ist die Reduzierung des Wasserverlusts durch Transpiration.
• Überleben in trockenen Umgebungen: CAM ermöglicht es Pflanzen, in extrem trockenen und heißen Umgebungen zu überleben, in denen andere Photosynthesewege ineffizient wären.

Nachteile von CAM:

• Langsameres Wachstum: CAM-Pflanzen wachsen in der Regel langsamer als C3- oder C4-Pflanzen, da die CO2-Fixierung und der Calvin-Zyklus zeitlich getrennt sind.
• Energieaufwand: Die Speicherung und Freisetzung von Äpfelsäure erfordert zusätzlichen Energieaufwand.

Beispiele für CAM-Pflanzen:

• Kakteen
• Agaven
• Ananas
• Orchideen (einige Arten)

Anpassungen an CAM:

CAM-Pflanzen weisen oft spezifische anatomische und physiologische Anpassungen auf, die ihre Effizienz des Crassulaceen-Säurestoffwechsel verbessern, wie z. B. dicke Blätter oder Stängel zur Wasserspeicherung und spezielle Enzyme für die CO2-Fixierung.

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