Carnivorous sundews actively capture their prey. But in contrast to the related Venus flytraps, sundews are not responding to touch or other mechanical stimulants. Now Chinese researchers show that a small peptide, glutathione, likely released by the captured fly, signals for the trap to close.
Carnivorous plants are a bit of an outsider to the plant family in that they capture animal prey. This alternative way of obtaining nutrients allow those flesh-eating plants to live in nutrient poor soils. Roughly two types of traps can be distinguished, those of plant that catch their prey in a more passive manner, like pitcher plants. And those that actively snare their prey, like the Venus flytrap and sundews.
Sundews have long sticky hairs or tentacles on their leaves which can ensnare insects. After having ensnared the insect sundew fold its leaf over the captured insect, stopping it from having any chance of wandering off. This happens slowly compared to the closing of the Venus flytrap. After about half an hour after a fly is captured on the sticky leaf, the leaf starts to bend. Then six hours later the leaf is completely bended over the insect.
Small peptide
For a long time, it is known that the closing of the sundews trap occurs not via touch, but via sensing something rich in nitrogen. The question was what. The recent findings that glutamate and glutathione in non-carnivorous plants are involved in insect defence, made the researchers wonder if a similar detection mechanism may underly prey detection in sundew plants.
When the researchers applied nitrogen rich substances, like crushed fruit fly paste or milk, to sundew leaves first the tentacles bend over the nitrogen rich droplet, which is followed by the folding of the leaf over it. Subsequently the researchers set out to test individual amino acids and the three amino acid long peptide glutathione. While applying individual amino acids did not result in trap closure, applying glutathione did.
Trying to find out more about how glutathione activates trap closure, the researchers inhibited glutathione formation in the plants. In those plants, glutathione levels severely decreased. Furthermore, the traps in those plants did no longer respond to crushed or living fruit flies. Only when the researchers provided a glutathione precursor to together with the crushed fruit flies did the trap close. Suggesting that passing a certain local glutathione threshold is required before trap closure is initiated.
Also closes the Venus flytrap
To find out if glutathione in carnivorous plants similar to non-carnivorous plants also elicit calcium signalling to activate the response, the researchers blocked calcium signalling. In those plants, glutathione, crushed, or living fruit flies could no longer induce trap closure. Suggesting that calcium signalling is indeed involved in telling the trap to close.
Lastly the researchers set out to test if glutathione could also close traps of other carnivorous plants. First, they tested this on other sundew species, which indeed responded similar to the sundew species that was used for this study. Then taking it one step further, the researchers tested if glutathione could also initiate trap closure in the Venus flytrap. This was also the case. Although it was not the hap-snap closure that is seen in response to a fly touching its trigger hairs. But a slow closure more similar to the sundew traps.
Together this suggest that carnivorous plants which actively capture prey have repurposed the ancient insect defence response pathway for prey detection.
De vleesetende zonnedauw vangt actief z’n prooi. Maar in contrast tot de Venus vliegenvanger, reageert zonnedauw niet op aanraking of andere mechanische stimulatie. Nu laten Chinese onderzoekers zien dat een klein peptide, glutathion, hoogst waarschijnlijk afkomstig van de gevangen prooi, het signaal geeft om de val te sluiten.
Vleesetende planten zijn een beetje een buitenbeentje van de planten in dat ze dierlijke prooien vangen. Deze alternatieve manier van het verkrijgen van voedingstoffen zorgt ervoor dat deze planten op voedingsstofarme bodems kunnen leven. Vleesetende planten kunnen grofweg twee soorten vallen hebben, passieve, zoals die van de bekerplanten, en actieve zoals die van de Venus vliegenvanger en zonnedauw.
Zonnedauw heeft lange plakkerige haren of tentakels op hun bladeren. Hiermee kunnen ze insecten vangen. Na het vangen van een insect vouwt zonnedauw z’n blad over het gevangen insect en voorkomt daarmee dat deze wegloopt. Dit gebeurt allemaal erg langzaam vergeleken met het sluiten van de val van de Venus vliegenvanger. Na ongeveer een halfuur na het vangen van de vlieg op het plakkerige blad begint het blad te buigen. Pas na ongeveer zes uur is het blad volledig over het insect gevouwen.
Kleine peptide
Al een lange tijd is bekend dat dit sluiten van zonnedauws val niet het gevolg is van aanraking, maar het waarnemen van iets stikstofrijks. De vraag was wat. Als gevolg van de recente ontdekking dat glutathion en glutamine in niet-vleesetende planten betrokken zijn bij de verdediging tegen insecten vroegen de onderzoekers zich af of een soortgelijk mechanisme voor prooi detectie in zonnedauw zorgt.
Wanneer de onderzoekers stikstofrijke stoffen zoals geplette fruitvliegjes pasta of melk op zonnedauw bladeren plaatste dan sloten eerst de tentakels over de stikstofrijke stof, gevolgd door het vouwen van het blad. Vervolgens testte de onderzoekers het effect van individuele aminozuren en die van de drie aminozuur lange peptide glutathion. Alhoewel de individuele aminozuren niet voor het sluiten van de val zorgde, deed glutathion dat wel.
Om meer uit te vinden hoe glutathion de val sluit, blokkeerde de onderzoekers de productie van glutathion in zonnedauw planten. In die planten de hoeveelheid glutathion was flink minder. Daarnaast reageerde de vallen van die planten niet langer op geplette of levende fruitvliegjes. Alleen als de onderzoekers ook een glutathion voorloper bij de geplette fruitvliegjes deden sloot de val. Dit suggereert dat er een bepaalde lokale glutathion drempelwaarde dat moet worden overschreden om de val te sluiten.
Sluit ook de Venus vliegenvanger
Om uit te vinden of glutathion in vleesetende planten net zoals in niet-vleesetende planten ook calcium signalering activeert blokkeerde de onderzoekers de calcium signalering. De vallen van die planten reageerde niet of glutathion, geplette of levende fruitvliegjes. Dit suggereert dat calcium signalering zoals verwacht een rol speelt bij het sluiten van de val.
Als laatste checkte de onderzoekers of glutathion ook de vallen van andere vleesetende planten kon sluiten. Als eerste testte de onderzoekers de vallen van andere zonnedauw soorten. Die inderdaad net zoals de zonnedauw soort die gebruikt was voor deze studie reageerde. Vervolgens gingen de onderzoekers nog een stap verder en testte of glutathion ook de val van Venus vliegenvanger kon sluiten. Ook dit bleek het geval. Al was het niet het hapsnap sluiten zoals gezien als reactie wanneer een vlieg de trilhaartjes aanraakt. Maar meer een langzaam sluiten zoals bij de zonnedauw.
Samen suggereert dit dat vleesetende planten, die actief hun prooien vangen, de eeuwenoude insecten verdediging hergebruiken om hun prooien waar te nemen.
Volg me op LinkedIn of BlueSky Stuur het door aan een vriend of collega Abonnneer je op m’n nieuwsletter zodat de volgende automatisch in je inbox verschijnt.
Sometimes it seems that plants grow spontaneously. Yes, they might need some water so now and then, but that is about it. This all is due to maybe one of the coolest tricks of plants in that they produce their own food. They more or less wipe it up out of thin air. Using water, carbon dioxide, and minerals as staring materials and some energy of the sun, they are able to produce all the molecules they need for growing and thriving. Photosynthesis plays a major role in this process.
But before I dive into how plants photosynthesize, lets take a step back and look why that food is needed. We, animals, plants and all other living organisms require food to give us the energy and building blocks we need to stay alive and grow. Most of that energy is coming from carbohydrates, varying from simple to complex sugars. These function as a kind of battery to store energy and deliver carbon atoms for building more complex molecules, like those of cell walls or proteins. It are these simple sugars that get produced during photosynthesis.
So, lets dive in.
Photosynthesis is a complex process. It involves over 50 reaction steps. But at the same time, it is also elegantly simple. You can bring it back to the equation:
A process that you can compare to obtaining and storying renewable energy. In the case or renewable energy, raw wind or solar energy is transferred into electrons, a.k.a. electricity. Given the choice those electrons give off their energy to the first thing they come across. While this might be a good thing when there is a high energy demand. If, however, the demand is not there when the energy is produced, then the produced energy gets wasted if you don’t store it in a battery.
Scientists discovered that the same counts for plants and their energy capture during photosynthesis. Plants first transfer light energy to temporary energy carriers called ATP (Adenosine triphosphate) and NADPH (Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate). These are great for functioning as a go between, delivering an energy from one molecule to another.
However, ATP and NADPH aren’t good at keeping hold of that energy when traveling over long distances, say going from the leaves to the roots. Therefore, plants use this harnessed energy to fix carbon into sugars. Plants do this via the Calvin cycle. These sugars can then easily travel through the plant to where energy and building material is needed, or stored for later use.
Harnessing light
Photosynthesis takes place in the leaves. Between the top and bottom layer of the leaf cells are loosely distributed with lots of airy space. These are mesophyll cells, and those airy spaces helps them with taking up CO2. Mesophyll cells have specialized compartments called chloroplasts. And inside these compartments there are stacks of interconnected membrane disks called thylakoids which are surrounded by a space called the stroma. It is here where all the action takes place. The thylakoid membranes capture the energy from the sun and deliver the temporary energy carriers into the stroma, where they are snatched up by enzymes creating the sugar molecules.
Plants can capture light energy because light consists of photon particles which carry with them a little bit of energy. How much energy, that depends on the wavelength they travel with. Chloroplasts are packed with molecules who absorb photons. Chlorophyll for absorbing the blue and red light and carotenoids for absorbing blue/purple light. The only sunlight that isn’t absorbed is green, that is reflected, explaining why plants are green.
Carotenoids can also absorb excess of energy and release this as heat. In this way carotenoids protect the photosynthesis machinery from damage that can occur from too much energy.
Upon absorbing a photon, a chlorophyll or carotenoid molecule has four options. It can 1) send the photon away, causing fluorescence, it can 2) release the energy from the photon in the form of heat, the same process that warms you up when standing in the sun, it can 3) give the energy from the photon to another molecule, or it can 4) use the energy from the photon to make a chemical modification. It are the last two processes that the plant use for storing the photon’s energy in a temporary carrier.
They do this as follow: The thylakoid membranes contain protein/pigment complexes that together form a light energy transferring antenna complex and an electron transfer reaction centre. First, the antenna complex, this consists of many chlorophyll and carotenoid molecules. Together they are collecting the light energy, which they transfer to the reaction centre. Upon receiving the light energy a chemical reaction takes place in the reaction centre which starts an electron transfer estafette. This ends with giving a hydrogen atom (H+) to an NADP+ molecule, charging it so to speak. This newly formed NADPH molecule is formed in the stroma side of the thylakoid membrane.
To get most energy out of the sun plants contain two types of photosynthesis reaction centres, those of photosystem II and photosystem I. Although they each can capture light energy, they work best sequentially, with photosystem II passing its electrons on to photosystem I who ultimately transfers it to the NADP+ molecule.
During this process of energy transfer among the different reaction centres hydrogen atoms are also released on the thylakoid side of the membrane. Plants use these hydrogen atoms to charge the second temporally energy carrier, ATP.
Storing the energy in a battery
Now the plant has charged those temporary energy carriers the plant needs to use them or lose them. Opting for the first option, plants use the obtained energy to lock in one of the required materials for growth CO2, or to be precise carbon. Cells can best use carbon in the form of a simple sugar.
Plants obtain CO2 from the air via stomata, small pores in the underside of the leaf. The only problem is that water vapour leaves the plant via those same pores.
Maybe surprisingly plants do this not by directly binding six CO2 molecules with six water molecules. It is for enzymes easier to attach a small molecule like CO2 to a larger molecule. So that is what plants do in a process called the Calvin cycle. Much of this cycle has to do with recycling the larger molecule, and it is for this a lot of captured energy is used. But I like to focus on the step that attaches CO2 to that larger molecule.
This step is done by an enzyme called ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase, rubisco for short. Like its name suggests it uses the molecule ribulose-1,5-bisphosphate as a starting molecule to fix CO2 and water. This process produces two molecules 3-phosphateglycerate. Of every six molecules 3-phosphateglycerate produced, five need to be recycled to keep the Calvin cycle going, and one can be used for the production of sucrose, for more or less direct use, or starch for storage.
Did you know that rubisco is also the most abundant protein on the planet?
Now the reaction the process that I have described is for the photosynthesis of so-called C3 plants. While this process works nice on paper, rubisco has one drawback. Like its name already suggests, it can also use O2 instead of CO2. And it does this more often than occasionally. When rubisco uses O2 instead of CO2, carbon atoms get lost. To keep this loss to a minimum, plants recover most of those carbon atoms via a process called photorespiration.
Concentrating CO2
However, not all plants photorespire, or only do so for a limited amount. There are thee tricks that plants can use to overcome the need for photorespiration. They are basically different solutions for the same problem, keeping O2 away from rubisco. The first is the option aquatic plants go for. With CO2 dissolved in the water, they use CO2-pumps in their plasma membrane to take up CO2 but not O2. Preventing O2 from even getting inside the cell.
Then there is the second option where so-called C4 plants have gone for. They separate the location where CO2 is taken up from that where the Calvin cycle takes place. They do this by using two types of chloroplast containing cells. Whereas in C3 plants only the mesophyll cells contain chloroplasts, C4 plants contain chlorophyll containing bundle sheath cells as well.
The bundle sheath cells are physically connected to one or more mesophyll cells. In the mesophyll chloroplasts of C4 plants a kind of pre-fixing of CO2 takes place. This pre-fixed molecule then travels into the bundle sheath cells, were it CO2 is released and used in the Calvin cycle. The advantage of this system is that the enzyme for this pre-fixing has a high affinity for CO2 and ignores O2. And that it physically separates the place of CO2 capture and CO2 use.
The third option for concentrating CO2 is the one so called CAM plants went for. These plants have found a way to store the pre-fixed CO2. This trick gives them the flexibility pre-fix CO2 at night and use it for photosynthesis during the day. This enables CAM plants to close their stomata and prevent water loss during hot dry days. This separates CO2 capture from CO2 use by doing those processes at a different time of day.
So, photosynthesis is the process during which plants fix both energy and carbon into sugar molecules. These sugars the plant can then use to produce cellular building blocks, defence or scent molecules, or store, in the form of starch, for a rainy day.
Now photosynthesis as describes here seems like a straightforward process, you put some light energy together with CO2 and water in at one end and receive sugar molecules at the other end. But that is under optimal conditions. Plants constantly adapt their photosynthesis to the changing conditions they grow in. Like slowing down when there is less light, like on a cloudy day or in the shade. Or temporarily shut it down during the middle of a verry hot day to prevent water loss. And like people, photosynthesis also requires some time to get going at the beginning of the day. Plant scientists are still discovering how plants regulate this all, and if they can optimise those responses.
Thanks for reading. If you like what you read, support me with on of the following actions
Soms lijkt het erop of planten vanzelf groeien. Oké ze hebben af en toe wat water nodig, maar daar blijft vaak wel bij. Dit komt door misschien wel door een van de coolste trucen die planten kunnen doen, het produceren van hun eigen voedsel. Dit creëren ze min of meer uit niets. Met wat water, koolstofdioxide, mineralen, en wat energie van de zon produceren ze alle moleculen die ze nodig hebben om te groeien en bloeien. Fotosynthese speelt een belangrijke rol in dit alles.
Maar voordat ik inga op hoe planten fotosynthese, laat we eerst een stap terug doen en kijken waarom een plant voedsel nodig heeft. Wij, dieren, planten en alle andere levende organismen hebben voedsel nodig die ons energie en de bouwblokken geeft die nodig zijn om in leven te blijven, en te groeien. Het grootste gedeelte van die energie komt van koolhydraten, variërend van simpel tot complexe suikers. Deze functioneren zowel als een soort van batterij voor het opslaan van energie als voorraadkast voor de koolstofatomen die nodig zijn voor de bouw van complexere moleculen, zoals celwanden. Het zijn deze simpele suikers die de plant produceert met behulp van fotosynthese.
Zo, hier gaan we.
Fotosynthese is een complex proces. Het bevat meer dan 50 reactie stappen. Maar te gelijker tijd is het ook simpel en elegant. Je kan het terugbrengen naar de vergelijking:
Het is een proces dat je kan vergelijken met het winnen en opslaan van hernieuwbare energie. Bij hernieuwbare energie worden ruwe wind en zon energie omgezet in elektronen, of wel elektriciteit. Geef ze de keus, en die elektronen geven hun energie af aan het eerste wat ze tegenkomen. En alhoewel dit fijn is wanneer er veel energie nodig is. Als er echter minder vraag tijdens de opwekking, dan gaat de geproduceerde energie verloren als je die niet kan opslaan in een batterij.
Onderzoekers ontdekte dat hetzelfde geldt voor planten en hun energiewinning tijdens fotosynthese. Planten dragen energie uit licht eerst over op tijdelijke energiedragers genaamd ATP (Adenosine triphosphate) en NADPH (Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate). Deze functioneren goed als een soort boodschappenjongens voor het leveren van energie van een molecule aan een ander.
Maar ATP en NADPH zijn niet zo goed om die energie vast te houden tijdens het reizen over lange afstanden, zoals van de bladeren naar de wortels. Daarom gebruiken planten deze tijdelijk vastgelegde energie om koolstof vast te leggen in suikers. Planten doen dit via de Calvin cyclus. Deze suikers kunnen vervolgen makkelijk door de plant reizen naar daar waar energie of bouwstenen nodig is. Maar de plant kan ze ook opslaan voor later gebruik.
Licht gebruiken
Fotosynthese vindt plaats in de bladeren. Tussen de bovenste en onderste laag bladcellen zitten cellen losjes verspreid met veel luchtruimtes tussen zich in. Dit zijn bladmoescellen en die luchtruimtes helpt om CO2 op te nemen. Bladmoescellen hebben gespecialiseerde compartimenten genaamd chloroplasten. Binnen in deze compartimenten zitten stapels van aaneengeschakelde membraan schijven genaamd de thylakoïde die omgeven zijn door een ruimte genaamd de stroma. Hier is waar het allemaal gebeurt. De thylakoïde membranen vangen de energie van de zon op en geven dit door aan de tijdelijke energiedragers in de stroma, waar ze worden gebruikt door de enzymen die suikermoleculen creëren.
Planten kunnen licht energie opvangen doordat licht bestaat uit fotonen deeltjes die elk een klein beetje energie met zich meedragen. Hoe veel energie hangt, dat hangt af van de golflengte waarmee ze reizen. Chloroplasten zitten vol met moleculen die fotonen absorberen, chlorofyl voor het absorberen van blauw en rood licht en carotenoïden voor het absorberen van bauw/paars light. Het enige zonlicht dat de plant niet absorbeert is groen, dit weerkaatst, en verklaart waarom planten groen zijn.
Carotenoïden kunnen ook een te veel aan energie absorberen en afgeven als hitte. Op deze manier beschermen carotenoïden de fotosynthese eiwitten tegen schade die kan optreden bij een te veel aan energie.
Na het absorberen van een foton heeft een chlorofyl of carotenoïde molecuul vier opties. Het kan 1) het foton weer wegsturen, fluorescentie veroorzakend, het kan 2) de energie van het foton afgeven in de vorm van hitte, dit is hetzelfde proces wat je opwarmt als je in de zon staat, het kan 3) z’n energie aan een ander molecuul geven, of het kan 4) de energie van het foton gebruiken voor een chemische modificatie. Het zijn die laatste twee processen die de plant gebruikt voor het vastleggen van de energie van het foton in een tijdelijke energiedrager.
Dit doen ze als volgt: De thylakoïde membranen bevatten eiwit-pigment complexen bestaande uit een licht energie overdragende antenne complex en een elektron overdragende reactie complex. Eerst het antenne complex, deze bestaat uit meerder chlorofyl en carotenoïde moleculen. Samen vangen ze de licht energie op en dragen dit over aan het reactie center. De overgedragen energie zorgt in het reactie center voor een chemische verandering wat een elektronentransfer estafette in gang zet. Deze eindigt met het overdragen van een waterstofatoom (H+) aan een NADP+ molecuul, om deze als ware op te laden. Dit nieuwgevormde NADPH-molecuul wordt gevormd in de stroma kant van het thylakoïde membraan.
Om de meeste energie uit de zon te halen bevatten planten twee soorten fotosynthese reactiecentra, die van fotosysteem II en fotosysteem I. Alhoewel beide lichte energie kunnen opvangen werken ze aaneengeschakeld het best, waarbij fotosysteem II elektronen doorgeeft aan fotosysteem I die de elektronen uiteindelijk aan het NADP+ molecuul geeft.
Tijdens dit proces van energie overdracht tussen de verschillende reactiecentra komen ook waterstofatomen vrij aan de thylakoïde kant van het membraan. Planten gebruiken deze waterstofatomen om de tweede tijdelijke energiedrager ATP mee op te laden.
Energie opslaan in een batterij
Nu de plant deze tijdelijke energiedragers heeft opgeladen heeft de plant twee keuzes, deze gebruiken of ze verliezen. Gaand voor de eerste optie gebruiken planten de verkregen energie om een van de vereiste bouwmaterialen vast te leggen, CO2 of koolstof om precies te zijn. Koolstof is voor de cel het meest bruikbaar in de vorm van een simpele suiker.
Planten nemen CO2 op via hun huidmondjes, smalle poriën aan de onderkant van het blad. Het enige probleem is dat waterdamp de plant via dezelfde openingen verlaat.
Verrassend genoeg doen planten dit niet door direct zes CO2 moleculen met zes watermoleculen samen te voegen. Het is namelijk voor enzymen makkelijker om een klein molecuul, zoals CO2, aan een groter molecuul vast te maken. Zo dit is wat planten doen in een proces genaamd de Calvin cyclus. Veel van deze cyclus beslaat het recyclen van het groter molecuul, en hiervoor wordt veel van de gevangen energie voor gebruikt. Maar ik wil graag de aandacht richten op de stap die CO2 aan het groter molecuul vastmaakt.
Deze stap wordt gedaan door een enzym genaamd ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase, of rubisco in het kort. Zoals z’n naam suggereert gebruikt het enzym het molecuul ribulose-1,5-bisphosphate als uitgangspunt om daaraan CO2 en water aan vast te binden. Dit resulteert uiteindelijk in twee 3-phosphateglycerate moleculen. Van elke zes geproduceerde 3-phosphateglycerate moleculen moeten er vijf worden recyclet om de Calvin cyclus gaande te houden, en een kan worden gebruikt voor de productie van sucrose voor min of meer direct gebruik, of zetmeel voor opslag.
Wist je dat rubisco het meest voorkomende enzym op aarde is?
Nu zijn de reacties die ik heb beschreven zoals die voor fotosynthese in zo genaamde C3 planten. En alhoewel dit prima werkt op papier, heeft rubisco een nadeel. Zoals z’n naam ook suggereert, kan het ook O2 in plaats van CO2 gebruiken. En het doet dit vaker dan zo nu en dan. Wanneer rubisco O2 in plaats van CO2 gebruikt gaan koolstofatomen verloren. Om dit verlies tot een minimum te houden herwint de plant de meeste van die koolstofatomen via een proces genaamd fotorespiratie.
CO2 concentreren
Maar niet alle planten fotorespireren, of doen dat maar af en toe. Er zijn drie manieren waarom planten de noodzaak voor fotorespiratie kunnen voorkomen. Allemaal verschillende oplossingen voor hetzelfde probleem, het weghouden van CO2 bij rubisco. De eerste oplossing is er een die waterplanten gebruiken. Met CO2 opgelost in het water kunnen waterplanten CO2-pompen in hun celmembraan gebruiken om CO2 maar niet O2 op te nemen. Op deze manier voorkomen ze dat O2 de cel binnen komt.
Dan is er de tweede optie waarvoor de zo genaamde C4 planten zijn voor gegaan. Die splitsen de locatie waar CO2 wordt opgenomen van die waar de Calvin cyclus plaats vindt. Dit doen ze met behulp van het gebruik van twee type chloroplast bevattende cellen. Waar in C3 planten alleen de bladmoescellen chloroplasten bevatten, hebben C4 planten deze ook in de bundelschedecellen.
De bundelschedecellen staan fysiek in contact met een of meerdere bladmoescellen. In de bladmoescellen van C4 planten vindt een soort van voor-fixatie van CO2 plaats. Dit voor gefixeerde molecuul dan verplaatst zich naar de bundelschedecellen waar het voor-gefixeerde molecuul CO2 vrijgeeft en gebruikt kan worden voor de Calvin cyclus. Dit zorgt dus voor een fysieke splitsing van waar CO2 wordt gevangen van waar CO2 wordt gebruikt.
De derde optie voor het concentreren van CO2 is die waar de zogenaamde CAM planten voor zijn gegaan. Deze planten hebben een manier gevonden om het voor-gefixeerde CO2 op te slaan. Deze mogelijkheid geeft ze de flexibiliteit om s’ nachts CO2 voor te fixeren om die pas overdag te gebruiken voor de fotosynthese. Dit maakt het voor CAM planten mogelijk om hun huidmondjes gedurende droge hete dagen te sluiten om onnodig water verlies te voorkomen. Dit scheidt het vangen van CO2 van het gebruik van CO2 door de twee processen op verschillende tijdstippen van de dag te doen.
Dus fotosynthese is het proces waarmee planten zowel energie als koolstof in suikermoleculen vastleggen. Deze suikers kan de plant vervolgens gebruiken om cellulaire bouwstenen, verdedigings- of geur moleculen mee te maken, of om ze op te slaan voor geval van nood.
Nu lijkt fotosynthese zoals hier beschreven een redelijk eenvoudig recht aantoe proces, je stopt er wat licht energie, CO2 en water in en krijgt er suikermoleculen voor terug. Maar dat is allemaal onder optimale condities. In werkelijkheid passen planten hun fotosynthese constant aan de veranderende omstandigheden waarin ze groeien aan. Zoals vertragen bij minder licht is, zoals op een bewolkte dag of in de schaduw. Of stoppen planten het tijdelijk op het midden van een erg hete dag om waterverlies te voorkomen. En net zoals wij mensen, heeft fotosynthese wat tijd nodig om op gang te komen aan het begin van de dag. Plantenwetenschappers zijn dan ook nog steeds bezig met het onderzoeken hoe planten dit allemaal reguleren, en of ze dit proces nog meer kunnen optimaliseren.
Bedankt voor het lezen Vond je het interessant, overweeg dan een van de volgende acties
Volg me op LinkedIn of BlueSky Stuur het door aan een vriend of collega Abonnneer je op m’n nieuwsletter zodat de volgende automatisch in je inbox verschijnt.
Plant en Zo 