Πώς η θερμοκρασία επηρεάζει τη φωτοσύνθεση όχι μόνο για το ρυθμό της;
Πέρα από το ποσοστό:
* Δραστηριότητα ενζύμου: Η φωτοσύνθεση βασίζεται σε μια πολύπλοκη σειρά ενζυματικών αντιδράσεων. Κάθε ένζυμο έχει ένα βέλτιστο εύρος θερμοκρασίας όπου λειτουργεί πιο αποτελεσματικά. Εκτός αυτού του εύρους, η ενεργότητα ενζύμου μειώνεται, ενδεχομένως οδηγώντας σε:
* Κάτω φωτοσυνθετικός ρυθμός: Λιγότερες αντιδράσεις ολοκληρώνονται ανά μονάδα χρόνου.
* Μειωμένη απόδοση: Περισσότερη ενέργεια χάνεται ως θερμότητα, μειώνοντας τη συνολική μετατροπή της φωτεινής ενέργειας στη χημική ενέργεια.
* Πιθανή ζημιά: Οι ακραίες θερμοκρασίες μπορούν να μειώσουν τα ένζυμα, μειώνοντας μόνιμα τη λειτουργία τους.
* ρευστότητα μεμβράνης: Οι κυτταρικές μεμβράνες, οι οποίες είναι ζωτικής σημασίας για τη μεταφορά αντιδραστηρίων και προϊόντων, γίνονται πιο ρευστά σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Αυτό μπορεί να διαταράξει τη λεπτή ισορροπία των πρωτεϊνών μεμβράνης και να οδηγήσει σε:
* Διαρροή βασικών μορίων: Απώλεια σημαντικών συστατικών όπως η χλωροφύλλη ή το διοξείδιο του άνθρακα.
* Διαταραχή της μεταφοράς ηλεκτρονίων: Μειωμένη αποτελεσματικότητα των εξαρτώμενων από το φως αντιδράσεις.
* ρύθμιση stomata: Τα stomata, οι πόροι στα φύλλα που επιτρέπουν την ανταλλαγή αερίων, επηρεάζονται από τη θερμοκρασία:
* Αυξημένη διαπνοή: Οι υψηλότερες θερμοκρασίες αυξάνουν την εξάτμιση του νερού, απαιτώντας από τα stomata να ανοίξουν ευρύτερα.
* Εμβολική πρόσληψη CO2: Ενώ αυτό επιτρέπει την αυξημένη ψύξη, μπορεί να περιορίσει την πρόσληψη διοξειδίου του άνθρακα, επηρεάζοντας αρνητικά τον κύκλο Calvin.
* Φωτογραφική: Μια διαδικασία όπου τα φυτά σπαταλούν ενέργεια καταναλώνουν οξυγόνο και απελευθερώνοντας διοξείδιο του άνθρακα, γίνεται πιο έντονη σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Αυτό μειώνει περαιτέρω τη φωτοσυνθετική απόδοση.
Μηχανισμός:
* Αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως: Ενώ η θερμοκρασία έχει μικρότερη επίδραση στις αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως σε σύγκριση με τον κύκλο Calvin, μπορεί ακόμα να επηρεάσει τον ρυθμό μεταφοράς ηλεκτρονίων και παραγωγής ΑΤΡ.
* Κύκλος Calvin: Αυτό είναι όπου το διοξείδιο του άνθρακα είναι σταθερό σε σάκχαρα και είναι ευαίσθητο σε υψηλό θερμοκρασία. Τα ένζυμα που εμπλέκονται στον κύκλο Calvin έχουν συγκεκριμένη θερμοκρασία Optima και οι αποκλίσεις από αυτό το εύρος μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τη διαδικασία.
Συνοπτικά:
Η θερμοκρασία διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στη φωτοσύνθεση πέρα από την απλή επίδραση του ρυθμού. Επηρεάζει την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας, τους εμπλεκόμενους μηχανισμούς και ακόμη και τη δομική ακεραιότητα του φυτού. Η κατανόηση αυτών των επιπτώσεων της θερμοκρασίας είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτιστοποίηση της ανάπτυξης των φυτών και την πρόβλεψη της επίδρασης της κλιματικής αλλαγής στα οικοσυστήματα.
