As orquídeas epífitas são um dos grupos de plantas mais ricos em espécies e habitam uma ampla gama de nichos, variando de habitats quase constantemente úmidos a habitats sazonalmente secos. Apesar da abundância de espécies de orquídeas ocupando o dossel, o habitat epífito é o nicho mais severo nas florestas tropicais porque a disponibilidade de água e nutrientes é esporádica e dependente de fontes atmosféricas. A sobrevivência e o sucesso adaptativo dessas plantas dependem em grande parte de seu desenvolvimento flexível e respostas metabólicas às condições ambientais. Um grande número de espécies epífitas realiza a fotossíntese do metabolismo ácido das crassuláceas (CAM), uma importante adaptação ecofisiológica que permite que as plantas residam em habitats com disponibilidade hídrica escassa, intermitente e/ou sazonal. A resistência à seca observada na maioria das epífitas é freqüentemente fornecida por um comportamento fotossintético CAM mais forte que promove ganho máximo de carbono combinado com perda mínima de água. Isso é viável porque a fotossíntese CAM geralmente atua como um CO₂Mecanismo de concentração através do CO noturno₂ fixação por fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) e subsequente armazenamento vacuolar do CO fixado₂ na forma de ácidos orgânicos. A descarboxilação diurna seguinte de ácidos orgânicos libera CO₂, que é refixado pela ribulose-1,5-bifosfato carboxilase/oxigenase (Rubisco) e assimilado no ciclo de Calvin por trás dos estômatos fechados.

Uma adaptação estrutural essencial da maioria das orquídeas epífitas contra a seca severa é um certo grau de suculência dos tecidos, principalmente por suas folhas e pseudobulbos. Além de ser uma maneira eficiente de armazenar água e nutrientes durante a estação seca, a suculência também é sugerida como um requisito importante para a expressão da CAM. Vários relatórios indicaram uma correlação positiva entre a espessura da folha e a atividade CAM em orquídeas epífitas. As folhas das orquídeas podem apresentar fotossíntese CAM ou C3, dependendo da presença de folhas grossas e finas. A maior espessura foliar das plantas que realizam CAM também está relacionada a uma maior capacidade de armazenar ácidos orgânicos no interior dos vacúolos durante o ciclo CAM.

Um artigo recente em Annals of Botany se propõe a descobrir se regimes distintos de disponibilidade hídrica influenciam o modo fotossintético (C3 e/ou CAM) em folhas e órgãos não foliares de folhosas grossas Cattleya walkeriana e de folhas finas Oncidium 'Aloha' e, em caso afirmativo, como a seca afeta especificamente a via fotossintética nas folhas dessas espécies. Os autores também investigam se existe um grau particular de compartimentalização na expressão de CAM entre diferentes órgãos dessas orquídeas epífitas sob tratamentos de seca ou bem irrigados. Eles demonstram que a disponibilidade de água é um sinal poderoso capaz de modular a expressão de CAM de maneira compartimentada órgão/tecido nas orquídeas epífitas estudadas. Os dados destacam a importância de estudar a gama de expressão/modulação de CAM em tecidos vegetais específicos, levando em consideração as respostas fisiológicas em diferentes condições ambientais e/ou fases de desenvolvimento.

Padrões espaciais de fotossíntese em orquídeas epífitas de folhas finas e grossas: desvendando a plasticidade C3-CAM de forma compartimentada por órgãos. Annals of Botany (2013) 112 (1): 17-29. doi: 10.1093/aob/mct090
Uma correlação positiva entre a espessura do tecido e a expressão do metabolismo do ácido crassuláceo (CAM) tem sido frequentemente sugerida. Portanto, este estudo abordou a questão de saber se a disponibilidade de água modula a plasticidade fotossintética em diferentes órgãos de duas orquídeas epífitas com espessura foliar distinta. A morfologia tecidual e o modo fotossintético (C3 e/ou CAM) foram examinados em folhas, pseudobulbos e raízes de uma de folhas grossas (Cattleya walkeriana) e de folhas finas (Oncidium 'Aloha') orquídea epífita. As características morfológicas foram estudadas comparando as respostas fisiológicas induzidas pela seca observadas em cada órgão após 30 dias de tratamentos de seca ou bem irrigados. Cattleya walkeriana, que é considerada uma orquídea CAM constitutiva, exibiu uma clara regulação positiva de CAM induzida pela seca em suas folhas grossas, mas não em seus órgãos não foliares (pseudobulbos e raízes). O conjunto de caracteres morfológicos de Cattleya as folhas sugeriram a regulação positiva do CAM induzida pela seca como um possível mecanismo para aumentar a eficiência do uso da água e a economia de carbono. Por outro lado, embora pertencente a um gênero de orquídea classicamente considerado como realizando a fotossíntese C3, Oncidium 'Aloha' sob seca parece expressar CAM facultativo em suas raízes e pseudobulbos, mas não em suas folhas, indicando que tais respostas fotossintéticas podem compensar a falta de capacidade de realizar CAM em suas folhas finas. Características morfológicas de Oncidium folhas também indicaram menor eficiência na prevenção de água e CO₂ perdas, enquanto os dutos de aerênquima conectando pseudobulbos e folhas sugeriram um mecanismo compartimentalizado de carboxilação noturna via fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) (pseudobulbos) e carboxilação diurna via Rubisco (folhas) em plantas expostas à seca Oncidium plantas. A disponibilidade hídrica modulou a expressão de CAM de maneira compartimentalizada em ambas as orquídeas estudadas. Como regiões distintas de uma mesma orquídea podem realizar diferentes vias fotossintéticas e graus variáveis ​​de expressão de CAM dependendo da disponibilidade hídrica, mais atenção deve ser dada a isso em estudos futuros sobre a abundância de plantas CAM.