很多多肉植物和仙人掌的祖先都生長在比較干旱的地方,、貧瘠的巖石灘上,、鹽堿地等惡劣的環(huán)境中,而這種環(huán)境的特點是白天炎熱夜晚寒冷,,晝夜溫差非常巨大,,那他們是怎么適應(yīng)這種環(huán)境呢,?他們和其他正常的植物的光合作用有什么區(qū)別呢? 我們設(shè)想一下,假如多肉植物像其他植物一樣白天打開葉面氣孔吸收二氧化碳(CO2),,那么,,在這么高的溫度下,它們體內(nèi)的水分將會迅速被蒸騰掉,,導(dǎo)致他們很快失水萎蔫甚至死亡,。所以,它們是不可能在白天就張開氣孔進(jìn)行光合作用的,,但它們也要生存啊,,怎么辦呢?幸虧大自然這個造物主是非常聰明的:為了在干旱熱帶地區(qū)生存下來,,仙人掌,、瓦松等植物發(fā)展出一套生存策略,對二氧化碳的固定實行時間分離------也就是景天酸代謝途徑,。這種途徑通過先保存再釋放CO2的過程,,植物就可以避免白天劇烈的蒸騰作用失去水分而死亡。 景天酸代謝,簡稱CAM,,最先在景天科植物上發(fā)現(xiàn)的,,因此命名。CAM多見于炎熱干旱地區(qū)的植物,,白天氣溫較高,,它們便關(guān)閉氣孔以減少水分蒸騰。夜間溫度比較低,,它們打開氣孔吸收CO2,,并通過羧化反應(yīng)形成蘋果酸存于植物細(xì)胞內(nèi)。白天再把夜間儲于細(xì)胞內(nèi)的蘋果酸作脫羧反應(yīng),,釋放CO2進(jìn)行光合作用,。因此,CAM植物對CO2的固定實行的是時間分離(晝夜節(jié)律),。 CAM途徑是一種精巧的碳固定的特殊方式,。后來發(fā)現(xiàn)除了景天科植物,,仙人掌科,、鳳梨科、番杏科,、百合科等共計1萬多種植物,,以多肉植物為主,都有這種代謝機(jī)制以適應(yīng)環(huán)境,,代表性的植物有仙人掌,、鳳梨和長壽花等。 在一定范圍內(nèi),夜間氣溫越低,,CAM植物二氧化碳吸收越多,,到了白天,溫度越高,,蘋果酸脫羧越快,,光合效率越高。因此人類在栽培技術(shù)上利用這個特點,,盡可能在一定范圍內(nèi)加大溫室的晝夜溫差,,并且在晚上提高室內(nèi)二氧化碳濃度等,可促使植物加快生長,。 德國哲學(xué)家黑格爾曾經(jīng)說過:“存在即合理,。”上帝沒有創(chuàng)造萬物,,但似乎“創(chuàng)造”了一個萬物運(yùn)行的規(guī)律,,所謂適者生存,不適者淘汰,,那就是盡力地適應(yīng)周邊的環(huán)境,那么擁有景天酸代謝途徑的植物們也是如此吧,。 |
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