CAM e C3 plantas mostram CO contrastante2 E O2 dinâmica nos tecidos foliares, mas os detalhes mais finos nunca foram estudados devido à falta de tecnologia adequada. Nosso novo CO2 microssensor nos permitiu destrancar as portas de uma câmara secreta dentro das folhas de dois CAM e C aquáticos submersos3 plantas. Nosso estudo revelou oscilações inesperadas no CO2 ao longo de um ciclo diário (24 horas).
CO2 os níveis em tecidos de plantas CAM foram previamente estudados apenas por amostragem discreta e destrutiva de gases teciduais. A razão é que CO2 em plantas CAM (e também em C3 plantas) não pode ser medido diretamente, mas é inferido a partir da condutividade estomática. Nas plantas CAM, os estômatos são tipicamente fechados durante o dia. Portanto, a técnica baseada na condutividade estomática não pode ser usada. Os pesquisadores ficaram com a única opção de extrair gases de folhas volumosas: utilizando um seringa. Essa técnica, no entanto, oferece baixa resolução temporal e também danifica os tecidos.
Para resolver esse problema, construímos um novo CO2 microssensor com um diâmetro tão pequeno quanto o mais fino dos cabelos humanos. Nós consertamos o minúsculo CO2 E O2 microssensores em um micromanipulador para posicionar os dois sensores na mesma folha no CAM ou no C3 plantar. Desta forma, conseguimos avaliar as oscilações do diel de ambos os gases simultaneamente.
Em C3 plantas, CO2 dentro das folhas aumentou para ~3.5 kPa (75 vezes CO2 no ar) durante a escuridão. Para a planta CAM, CO2 foi principalmente abaixo de 0.05 kPa devido ao CO2 sequestro em malato. Ao escurecer, a planta CAM teve um pico inicial de CO2, que então declinou para um estado estacionário por várias horas. CO2 aumentou novamente no final do período escuro. Na luz, folha de CO2 no C3 recusou e O2 aumentou, enquanto tanto O2 e companhia2 aumentou no CAM como CO2 foi produzido a partir de malato!
Esta nova ferramenta em biologia vegetal provavelmente revelará muitos outros segredos das plantas nos próximos anos. Semelhante ao uso de O2 microssensores para resolver questões relacionado com planta arejamento, implantação do novo CO2 microssensor beneficiará a pesquisa em ecofisiologia vegetal. Um campo que considero particularmente interessante para investigar é o que acontece quando o CO respiratório2 acumula nos tecidos vegetais. CO2 produzido na respiração celular durante a noite tem potencial para conduzir a fotossíntese nas primeiras horas da madrugada, conforme indicado pelos picos matinais em O2 no arroz, bem como em plantas naturais de zonas húmidas. A importância quantitativa deste CO2 fonte para a fotossíntese agora pode ser estudada usando o novo CO2 microssensor
Sobre o autor
Ole Pedersen é professor de ecofisiologia vegetal experimental na Universidade de Copenhague, Dinamarca. Ole também é adjunto da University of Western Australia e da Florida Atlantic University. Além da questão de pesquisa relacionada à ecofisiologia de ervas marinhas, macroalgas e plantas submersas de água doce, ele trabalha com tolerância a inundações de plantas naturais de zonas úmidas, a fim de identificar características que podem ser úteis para incorporar em culturas climáticas inteligentes.
