Por que algumas plantas aprenderam a fixar melhor o carbono

O processo C4 (também chamado de Hatch-Slack) de fixação de carbono pelas plantas permite que eles produzam carbono a partir do dióxido de carbono na atmosfera.


Eles podem usá-lo para fazer açúcares e outras moléculas biológicas que comem. O termo C4 refere-se às 4 moléculas de carbono que são o produto deste modo de fixação. Esta é uma forma mais elaborada do chamado processo C3. Ambos estão na base da fotossíntese, o que permitiu que as plantas aparecessem e se desenvolvessem em um universo primitivo usando a luz para produzir o carbono orgânico de que necessitam.

Lembremos que desde o meio do Oligoceno (30 milhões de anos antes do nosso tempo) até o final do Mioceno (-5 milhões de anos) a concentração de CO2 na atmosfera havia caído, por razões ainda pouco compreendidas, um terço. Plantas usaram anteriormente o processo fotossintético C3. Naquela época, surgiram plantas que descobriram e desenvolveram o processo C4 mais eficiente. Estes últimos coexistiram desde então em concorrência com os anteriores.

Mas por que razões apareceu o C4, provavelmente resultante de uma mutação favorável. Pensou-se que foi o declínio na concentração de CO2 atmosférico que levou a essa evolução adaptativa.

Um artigo datado de 6 de novembro de 2018 acaba de ser publicado pelo site científica PNAS, relacionado abaixo, chamado de fotossíntese C4 e clima através da lente de otimização, tem como objetivo mostrar que era, não menor concentração de C02, mas quantidades reduzidas de água anteriormente acessíveis pelas plantas, o que levou a esta mutação favorável. Esta diminuição deveu-se às mudanças climáticas que resultaram em mais secas. Os cientistas acham que podem mostrar, através do estudo de registros fósseis obtidos, que com o surgimento de plantas com C4, as terras se tornam novamente cobertas de vegetação.

Hoje, cerca de um quarto da cobertura vegetal do planeta é composto por plantas C4. Este é particularmente o caso de espécies que hoje são importantes para o consumo humano, como milho e cana-de-açúcar.

Vamos adicionar uma consideração que não seja explicitamente mencionada no artigo. Se a seca aumentasse como resultado do atual aquecimento global, seria uma questão vital poder obter, por manipulação genética ou mutação artificial, novas plantas com novos processos fotossintéticos mais eficientes que os atuais C3 e C4. Escusado será dizer que o objetivo é mais fácil de expressar do que conseguir na prática

 

C4 fotossíntese e clima através da lente da otimalidade

O CO2, a temperatura, a disponibilidade de água e a intensidade da luz foram todos potenciados pelo desenvolvimento recente do mecanismo de concentração fotossintética de carbono C4. Expansão e dominância de C4, juntamente com a fotossíntese, otimizando a fotossíntese pela resistência estomática e alocação de folhas / raízes finas. Nós examinamos ainda a importância do nitrogênio do escuro para as reações de luz. Mostramos aqui que as pressões seletivas primárias favorecendo a dominância de C4 mudaram ao longo do curso da evolução de C4. A maior resistência estomática e as relações entre a raiz e a raiz são ativadas por C4. Prevemos ainda uma reorganização do sistema hidráulico que leve a pontos de perda de turgor mais elevados e possivelmente menor condutância hidráulica. A seleção na realocação de nitrogênio variou com a concentração de CO2. Através de simulações de modelos paleoclimáticos, descobrimos que a limitação de água é o principal impulsionador de uma vantagem C4, com CO2 atmosférico tão alto quanto 600 ppm, confirmando assim estimativas baseadas em molecular para a evolução de C4 no Oligoceno. Sob essas condições de alto CO2, a realocação de nitrogênio era necessária. Baixo CO2 e alta luz, mas não a realocação de nitrogênio, foram os principais propulsores para a expansão global do C4 no meio do final do Mioceno. Nós também previmos o tempo e a distribuição espacial das origens da dominância ecológica de C4. As origens previstas são amplamente

Fonte:Mediapart.fr em 10-11-2018 por Jean-paul Baquiast

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