[faby]

ciao a tutti...

mi è venuto in mente di aprire questo topic perchè in questi giorni ho pensato al legame tra temperatura-CO2-fotosintesi...

per chi ha studiato fisiologia vegetale dovrebbe essere chiaro, per tutti gli altri un piccolo sunto...

le piante utilizzano sostanza inorganica e energia luminosa per autoprodursi le molecole organiche che le necessitano.
per fare ciò utilizza il sistema della fotosintesi che avviene all' interno delle cellule in appositi organuli chiamati cloroplasti entro cui è contenuta la clorofilla(più di un tipo in verità) che attraverso complicate reazioni che avvengono nei 2 fotosistemi (fasi luminose)vengono prodotte molecole energetiche di trasporto come ATP e NADPH. queste serviranno poi alle cellule per sintetizzare attraverso il ciclo di calvin le molecole carboniose (zuccheri) necessarie alle cellule per produrre a loro volta proteine, lipidi ecc...

esistono però diversi adattamenti metabolici da parte delle piante. le più semplici sono le C3, in cui il primo prodotto della fotosintesi è uno zucchero a 3 atomi di carbonio ( un trioso). essendo però tutto il rprocesso dipendente dalla disponibilità di CO2, e essendo la CO2 stessa variabile come disponibilità a seconda della temperatura, si verifica che a temperature troppo altre queste piante sono poco capaci (a causa della doppia attitudine del rubisco,enzima, di legare CO2 e O2) la piantea fotorespira invece che fotosintetizzzare, cioè il rubisco lega una molecola di O2 invece di CO2, il processo del ciclo di calvin non può quindi avvenire e per questo motivo la pianta invece che produrre energia, la consuma.
le C3 sono quindi piante adatte a climi temperati-freddi non a climi caldi.
Le C4 hanno evoluto un sitema di concentrazione della CO2 attraverso le altre cellule che le consente di avere una disponibilità percentuale di CO2 abbastanza elevata da contrastere le alte temperature, quindi sono legate a ambienti caldi.
Le CAM sono ancora più evolute, utilizzano lo stesso sistema delle C4, ma diviso in 2 fasi (notturna e diurna) per fare in modo da disperdere il meno possibile l' acqua ( di giorno hanno gli stomi chiusi e utilizzano la CO2 immagazzinata di notte).

questo a mio parere è importante per quanto riguarda le nostre piante d' acquario, perchè una C4 sarà molto più adattabile alle alte temperature e a carenze di CO2 rispetto a una C3. le CAM nel nostro caso portano gli stessi vantaggi delle C4 in quanto l' acqua pè sepre disponibile, inoltre non credo che sistano cam subacquee ma questo è da vedere...

il punto è proprio questo, riusciamo, riunendo le forze di tutti i volontari a stilare un eleco delle piante C3,C4 e CAM più utilizzate per gli acquari?
potrebbe essere un grande indicatore di adattabilità...

chiedo l' aiuto di tutti quelli che hanno un interesse a riguardo, so che non è il periodo più adatto perchè molti sono in vacanza, ma spero che se l' argomento si dimostra interessante possa durare e magari andare in stand.

ciao a tutti e grazie!

[faby]

ah se qualcuno ha qualcosa di non chiaro o obbiezioni può e deve porle ovviamente

[gab82]

ammetto che nonostante il mio diploma in agraria e gli studi universitari, non ho mai sentito parlere di CAM.....

(vabbè il mio corso di laurea in pianificazione del territorio non prevedeva l'esame di fisiologia vegetale )


Io non credo che riuscirai a trovare questo tipo di informazione per le piante da acquario.......semplicemente perchè in vasca non credo si raggiunga la saturazione nemmeno per le C3..... ......che come tu ben sai oltre a dipendere dalla temperatura (che nelle nostre vasce non supera i 30gradi).....dipende in primis dall'irradiazione solare.....

e non credo che le nostre lampade, per quanto potenti, possano arrivare a far raggiungere, nemmeno ad una C3, la fotorespirazione.

(discorso diverso per molte piante C3 sulla terraferma, che in pieno luglio, magari in sicilia, POTREBBERO raggiungerlo)

[faby]

gab82,

CAM sta per metabolismo acido delle crassulacee, è un sistema utilizzato da molte piante succulente, anche le orchidacee son CAM se non sbaglio...
come dicevo prima si basa sullo stesso sistema delle C4, cioè una concentrazione della CO2 verso i cloroplasti svolta anche dalle altre cellule parenchimatiche del mesofillo che assorbono CO2 e la convogliano alle cellule fotosintetiche; però nelle CAM i due processi sono divisi in modo temporale. Di notte la pianta ha gli stomi aperti, accumula CO2 nei vacuoli, e completa il ciclo di calvin. di giorno la pianta chiude gli stomi (per risparmiare acqua) e utilizza per il ciclo di calvin la CO2 immagazzinata durante la notte.

cmq che sia difficile reperire l' informazione è ovvio... si potrebbe intanto cominciare ad averne un idea in base alle caratteristiche di alcune piante, io qualche idea ce l' ho... ma è molto empirica...

la fotorespirazione dipende da diversi fattori. il fattore principale è la mancanza di saturazione di CO2 che provoca appunto cicli del ciclo di calvin infruttuosi e che richiedono energia perchè la rubisco venga ricostituita.
però la percentuale di CO2 è influenzata dalla temperatura anche.
in colture emerse quindi il problema principale è la temperatura, certo con radiazioni più alte il problema viene accentuato, ma di solito alte temperature e alte radiazioni vanno di pari passo.
in acqua ci sono diversi fattori alternativi...
1- l' acqua ha un alta capacità di immagazzinare e trattenere il calore, quindi le escursioni termiche sono più lente.
2-in acqua la CO2 è già un fattore limitante, perchè è presente in concentrazioni molto più basse rispetto all' atmosfera.
3- spesso la temperatura è alta anche se la radiazione non è eccessiva.

per questo mi è venuto in mente che sicuramente dal punto di vista fisiologico le piante emerse o palustri abbiano subito degli adattamenti, mi chiedo quindi a livello di sistema fotosintetico cosa venga utilizzato...
credo che CAM avrebbe poco senso perchè il risparmio idrico non è necessario...
quindi il tutto si giocherebbe tra C3 e C4...

ciao;) grazie della partecipazione

[faby]

ah dimenticavo di dire solo che tu hai scritto

Quote:

(discorso diverso per molte piante C3 sulla terraferma, che in pieno luglio, magari in sicilia, POTREBBERO raggiungerlo)

volevo solo dire che non è propriamente così, la fotorespirazione realmente avviene sempre, nel senso che la RUBISCO ha una capacità di discriminare tra CO2 e O2 non molto efficiente e questo varia in base alla temperatura...

si può verificare in base al rapporto CO2/O2 che se prendiamo come teorico 1 (CO2 =O2) la RUBISCO avrà un rapporto 80/1 cioè ogni 80 molecole di CO2 fissate, 1 sarà di O2 e quindi porta a fotorespirazione.
se invece il rapporto CO2/O2 vale 0,04(rapporto reale in atmosfera a circa 27°C) la rubisco ha un rapporto 3/1 cioè ogni 3 molecole di CO2 fissata 1 è di O2 e quindi induce fotorespirazione...
tutto questo discorso per dire che la fotorespirazione è sempre presente a causa della bassa capacità della RUBISCO di discriminare tra CO2 e O2 (probabilmente l' evoluzione non è riuscita a differenziare un enzima maggiormente efficiente) e aumenta all' aumetare della temperatura perchè l' enzima riesce a carbossilare meno e perchè la CO2 in atmosfera è più rarefatta.
per supplire a questi problemi alcune piante hanno affinato delle tecniche alternative come nel caso di C4 e CAM che vivono in ambienti tendenzialmente più caldi... mentre le piante C3 non ne necessitano in quanto vivono in ambienti più temperato freschi e hanno quindi una fotorespirazione molto ridotta alle temperature alla quele si sono evolute.
questo significa però che se io prendo una C3 e la metto in un ambiente a 30°C quella entrerà immediatamente in fotorespirazione e gradualmente esaurirà le riserve fino a soccombere se le situazioni non migliorano.
tutto ciò è applicabile ai nostri acquari, da quì l' esigenza di temperature più fresche per alcune piante.

spero di esser stato chiaro e non aver commesso errori... è difficile spiegare e riassumere in quersto modo questi tipi di argomenti...

ciao!

[gab82]

Mi spiace Faby....ma qui non ti seguo più..... .....come ti avevo accennato il mio corso di Laurea in Pianificazione del territorio (che poi manco ho finito)....non prevedeva l'esame di fisiologia........quindi tutti i meccanismi della fotosintesi, fotorespirazione....tutto il metabolismo.....

per me è quasi arabo.....(il "quasi" è perchè qualche MINIMA nozione alle superiori l'avevo fatta......ma sono passati quasi 10 anni.....)

[dottore]

Se non ricordo male le cam sono piante desertiche.. . per le c4 penso che tutte le piante acquatiche siano c3 ma mi posso sbagliare..

[sampa85]

Non vorrei dire cavolate ma penso proprio che di piante CAM in acqurio non n troveremo perchè il loro è un adattamento volto a contenere la perdita d'acqua dovuta allla forte evaporazione promossa dalle temperature elevate presenti nei cklimi aridi,quindi openso che in ambiente acquatico o molto umido come quello incui si trovano le piante che coltiviamo in acquario questo adattamento sia superfluo
preciso che dico ciò per parere personale in quanto ho si fatto l'esame di ecofisiologia vegetale acquatica ma di questa prte ricordo ben poco
cmq sono quasi sicuro che la piante CAM suiano tipiche di climi aridi

[faby]

gab82, ok capito no problem, speravo di aver spiegato sufficientemente in modo semplice ma riassunto da far capire un po' tutti, ma forse non mi è riuscito.
se mai ti interessasse la discussione, chiedi pure in qualche modo cerco di spiegarti le cose, a te come ad altri

dottore, l' ho già scritto, CAM (metabolismo acido delle Crassulacee) tipiche di succulente e cactacee di zone con carenze idriche. ma realmente non solo queste piante possono essere CAM.
cmq io dubito che le piante acquatiche siano tutte C3... perchè altrimenti non credo riuscirebbero a resistere a 30°C(non tutte ovvio, ma il punto è lì).

ciao

[Entropy]

Quote:

credo che CAM avrebbe poco senso ......... perchè il risparmio idrico non è necessario...

......non proprio per la prima parte, sicuramente per la seconda. In effetti la frase "piante acquatiche con metabolismo CAM" potrebbe sembrare un ossimoro (come sottolinea anche J.E. Keeley), visto che problemi di eccessiva perdita di acqua ovviamente non ne hanno. Ma il punto non è la traspirazione, bensì la carenza di CO2 in acqua. E qui un metabolismo C4 e CAM fa la differenza.
Sicuramente tutto il genere Isoetes (è una Licophyta, antica divisione affine alle felci) è CAM.
Così come buona parte del genere Crassula (tra cui C.helmsii, C.natans, C.paludosa, C.aquatica).
CAM è anche:
Sagittaria subulata
Sagittaria cuneata
Eleocharis maculosa
Scirpus setaceus
Vallisneria americana
Vallisneria spiralis
Orcuttia californica
Callitriche longipeduncolata
Downingea bella
Elatine californica
Littorella uniflora

Sono sospettati (mancano conferme sicure) di essere CAM (perchè accumulano malato in buone quantità, ma solo questo non basta a definirle CAM):

Myriophyllum qiutense
Eleocharis acicularis
Lilaeopsis schaffneriana
Hydrilla verticillata

Quest'ultima possiede inoltre la peculiarità di poter variare (a seconda della concentrazione di CO2) il proprio metabolismo, passando (soprattutto in estate e/o di notte) da uno C3 ad uno C4.
Anche la Vallisneria possiede (ma meno immediata) tale caratteristica, avendo tassi di fissazione della CO2 attraverso la via del malato maggiori in primavera rispetto all'autunno.
Da aggiungere inoltre che spesso il metabolismo CAM nelle piante acquatiche si riduce notevolmente fino a sparire, quando la pianta si sviluppa emersa, con un completo stravolgimento nella fisiologia e nella struttura morfo-anatomica fogliare (aumento spessore cuticola, aumento densità stomatica, diminuzione strato lacunoso, aumento del palizzata,.....).
Sicuramente l'argomento è molto interessante, ma lungo e complesso........