Como se a tarefa de explicar os detalhes do 'normal' C₃ Ciclo de Calvin da fotossíntese (P/S) para nossos alunos não é difícil o suficiente, também precisamos avaliá-los de C₄ P / S  – com sua separação espacial do CO inicial₂ fixação em ácidos orgânicos nas células do mesofilo e sua subsequente liberação e refixação via enzima rubisco (ribulose-1,5-bifosfato carboxilase/oxigenase)  no ciclo fotossintético de Calvin apropriado dentro células da bainha do feixePor mais desafiador e difícil que seja, a natureza sempre tem que ir além e estragar tudo. Assim, o reconhecimento, no final do milênio, de uma variante deste C₄ P/S em que CO inicial₂ fixação em ácidos de 4 carbonos e sua subsequente liberação e refixação no Ciclo de Calvin de C₃ P/S ocorre dentro de uma única célula é meio indesejável (por mais fascinante que seja!). Bem, de qualquer maneira, existe – em plantas superiores como Suaeda (Borszczovia) aralocaspica, Bienertia cycloptera, B. sinuspersici e b. kavirense, todos na família Chenopodiaceae (agora dentro da AmaranthaceaeEntão precisamos superar isso e tentar entender. E é isso que Samantha Stutz <em>et al.</em> têm feito isso. Embora essas plantas realizem a separação espacial dos dois CO₂ eventos de fixação dentro de uma única célula do mesofilo, eles o fazem usando dois cloroplastos distintos – dimórficos. Já se sabe que a luz é necessária para o desenvolvimento dos cloroplastos dimórficos em cotilédones em B. aralocaspica. No escuro, eles têm apenas um único tipo de plastídio estrutural (que expressa Rubisco): a luz induz a formação de cloroplastos dimórficos a partir do pool de plastídio único, e a polarização estrutural leva ao C unicelular₄ síndromeO objetivo de Stutz et alO estudo de . foi determinar como o crescimento sob limitado a luz afeta a estrutura foliar, a bioquímica e a eficiência do CO unicelular₂- Mecanismo de concentração. No geral, a equipe descobriu que a célula C totalmente desenvolvida₄ sistema em B. sinuspersici é robusto quando cultivado sob 'luz moderada'. Para onde esse tipo de trabalho pode estar indo? Bem, embora seja interessante por si só – a pura busca do conhecimento – também tem uma dimensão mais aplicada. Central para toda essa biologia e bioquímica fotossintética unicelular é o conceito de CCM, mecanismos de concentração de carbono, em que os níveis de CO₂ aumentam nas imediações da Rubisco de forma a favorecer a fotossíntese – CO₂-fixação - sobre fotorrespiração (o chamado C₂ fotossíntese) que usa O₂ como substrato e conseqüentemente reduz a eficiência fotossintética. Bem, em tentativas de replicar parte da maior eficiência fotossintética de C₄ plantas (em grande parte em virtude de seus diversos CCMs...), uma noção atraente é projetar várias formas de CCM em C₃ plantas de colheitaEssa abordagem é exemplificada no trabalho de Mitsue Miyao et al., onde tentaram explorar enzimas do C facultativo₄ planta aquática Hydrilla verticillata (que se envolve em célula única C₄ P/S) para converter o arroz de seu típico C₃ P/S em uma única célula C₄ fotossintetizador. Embora não tenham alcançado seu objetivo (e é bom saber que resultados 'negativos' ainda podem ser publicados!), seu artigo é um relato interessante e emocionante das lições aprendidas neste trabalho. À medida que continuamos nossa busca por esse impulso indescritível no rendimento fotossintético, sem dúvida continuaremos a explorar qualquer variante bioquímica do tema fotossintético que a natureza exibe. O que levanta a questão: quantas variantes existem entre as 325,000 espécies de plantas com flores (para não falar de todas as algas e outros membros do reino vegetal)? Parece que precisamos de mais anatomistas de plantas, bioquímicos de plantas, fisiologistas de plantas – bem como taxonomistas de plantas (veja meu último post neste blog) – afinal!

* Esse é o C₄ P/S em oposição a CAM (metabolismo do ácido crassuláceo), que também é uma versão de C₄ P/S, mas que envolve temporal separação dos mesmos dois eventos de fixação de carbono em plantas como abacaxi, cactos e agave. No entanto, CAM quase nunca é referido como C₄ P/S porque o todo-poderoso lobby Zea Supremacy se apropriou do termo para isso espacialmente separado C₄ versão encontrada em plantas como o milho… mas não me fale sobre isso!

[Curiosamente, e além de seus cloroplastos dimórficos, Suaeda aralocaspica tem dimorfismo SEEDS, que exibem diferenças distintas nas características de dormência e germinação. Agora, eles dizem que as coisas vêm em três, então qual é o terceiro dimorfismo dessa espécie icônica…? – Ed.]