A kaktuszok éjszaka elnyelik és tárolják a szén-dioxidot, majd nappal megvárják a fénytől függő reakciókat. Kép: DGustafson.

Gondoltál már arra, hogy mennyi vízre van szükséged egy nap alatt? Vagy hogy mennyi vízre van szüksége a növényeknek a kertben? A legtöbb embernek naponta legalább fél gallon vizet kell meginnia ahhoz, hogy egészséges maradjon. Ez körülbelül négy gallon víz egy héten. Egyes növényeknek ennél is többre van szükségük. Az embereknek és sok növénynek, beleértve az általunk fogyasztott gyümölcsöket és zöldségeket is, minden nap rengeteg vízre van szüksége. Hónapokig víz nélkül élni lehetetlennek tűnik.

Néhány növény azonban alkalmazkodott ehhez. Egyes kaktuszok például hónapokig képesek túlélni eső nélkül. A világ számos sivatagjában, forró, száraz körülmények között is jól boldogulnak.

Mi az a kaktusz?

A szaguarók jól alkalmazkodtak ahhoz, hogy túléljék a hosszú, száraz, forró nyári évszakokat. Kép: Miwasatoshi.

A kaktuszok (a kaktusz többes száma) a zamatos növények egyik fajtája. A szukkulenseknek szivacsszerű belseje van, amely sok vizet tárol. A növény külsejét egy nagyon vastag, viaszos hámréteg is borítja. Az epidermisz két szóból származik: Az “epi” jelentése “borítás”, a “dermis” pedig “bőr”.

A szukkulenseknek általában nincsenek rendes levelei, mint a fáknak. Ehelyett a kaktuszok tüskéi a leveleik. A fák fotoszintetizáló leveleivel ellentétben a tüskék keményre és élesre nőttek, hogy megvédjék őket az állatoktól. A kaktuszok az epidermiszben fotoszintetizálnak, ezért az egész növény zöldnek látszik.

Víz nélkül élni

Amikor a sivatagban esik az eső, a kaktuszok gyorsan nagy mennyiségű vizet vesznek fel a gyökereiken keresztül. A kaktusz belseje olyan, mint egy szivacs, ezért rengeteg vizet képes magába zárni. Valójában egyes saguaro kaktuszok akár 2000 font (907 kilogramm) vizet is képesek tárolni. A kaktuszok ebből a vízből élnek az eső nélküli száraz időszakokban.

A kaktuszok hónapokig élnek víz nélkül, mert a fotoszintézishez nagyon kis mennyiségű vízre van szükségük. A növények sok vizet veszítenek, amikor megnyitják a sztómáikat, hogy szén-dioxidot nyerjenek a fotoszintézishez, különösen a forró, száraz sivatagokban. A kaktuszok kevesebb vizet veszítenek, ha csak éjszaka nyitják ki a sztómáikat. Az éjszaka hűvösebb és kevésbé száraz, ami azt jelenti, hogy kevesebb víz párolog el a növényből.

A legtöbb szén-dioxid a növényekbe a sztómákon keresztül jut be, amelyek apró, sejtek által őrzött nyílások. A legtöbb sztómata a növények levelein található. Kattints a további részletekért.

Légzés éjszaka

Még ha a kaktuszok éjszaka jutnak is a szükséges szén-dioxidhoz, a fotoszintézishez továbbra is szükségük van a napfényre. A kaktuszok az éjszaka felvett szén-dioxidot a sejtjeikben tárolják egy almasav nevű kémiai anyag formájában.

A CAM növényekben a szén-dioxidot csak éjszaka gyűjtik, amikor a sztómák kinyílnak. Kattintson ide a további részletekért.

Napközben az almasav visszaalakul szén-dioxiddá. Ha süt a nap, a fényreakciók energiát teremthetnek a Calvin-ciklus számára, a szén-dioxid pedig cukorrá alakítható. Ezt a fotoszintézistípust krassav-metabolizmusnak nevezik, mivel a szén-dioxidot éjszaka savként tárolják.

Amint a biológusok tovább tanulmányozzák a növények fotoszintézisét, egyre több növényről tudják meg, hogy nem csak a kaktuszok használják a CAM-et. Egyes növények például képesek a CAM-ot be- és kikapcsolni. Néhány vízinövény még CAM-fotoszintézist is alkalmaz. A CAM-növények világszerte megtalálhatók, és a növények fontos alkalmazkodását mutatják a környezetükhöz, amikor víz- vagy szén-dioxidhiány van.

Képek a Wikimedia Commonson keresztül. A jégnövény képét Frank Vincentz készítette.
Levél keresztmetszet és fény/sötét ciklus Sabine Deviche által.