Cactussen absorberen ’s nachts kooldioxide en slaan dit op, waarna ze wachten tot overdag om de lichtafhankelijke reacties te voltooien. Afbeelding door DGustafson.

Heb je er ooit over nagedacht hoeveel water je op een dag nodig hebt? Of hoeveel water de planten in een tuin nodig hebben? De meeste mensen moeten minstens een halve liter water per dag drinken om gezond te blijven. Dat is ongeveer vier liter water in een week. Sommige planten hebben zelfs meer dan dat nodig. Mensen en veel planten, waaronder het fruit en de groenten die we eten, hebben elke dag veel water nodig. Maanden zonder water lijkt onmogelijk.

Sommige planten hebben zich echter aangepast om juist dat te doen. Bijvoorbeeld, sommige cactussen kunnen maanden overleven zonder regen. Ze gedijen in veel woestijnen over de hele wereld in hete, droge omstandigheden.

Wat is een cactus?

Saguaro’s zijn goed aangepast om lange, droge, hete zomerseizoenen door te komen. Afbeelding door Miwasatoshi.

Cactussen (meervoud voor cactus) zijn een soort vetplanten. Succulenten hebben een sponsachtige binnenkant die veel water opslaat. Er is ook een zeer dikke, wasachtige opperhuid die de buitenkant van de plant bedekt. Epidermis komt van twee woorden: “epi” betekent bedekking en “dermis” betekent huid.

Succulenten hebben meestal geen normale bladeren zoals bomen. In plaats daarvan zijn de stekels op een cactus hun bladeren. In tegenstelling tot de bladeren van bomen die fotosynthetiseren, zijn de stekels hard en scherp geworden ter bescherming tegen dieren. Cactussen fotosynthetiseren in de opperhuid en daarom ziet de hele plant er groen uit.

Leven zonder water

Als het regent in de woestijn, nemen cactussen snel grote hoeveelheden water op via hun wortels. De binnenkant van een cactus is als een spons, dus kan hij een ton water vasthouden. Sommige saguaro cactussen kunnen wel 907 kilo water vasthouden. De cactussen overleven van dit water tijdens droge periodes zonder regen.

Cactussen leven maandenlang zonder water omdat ze zeer kleine hoeveelheden water nodig hebben om fotosynthese te doen. Planten verliezen veel water wanneer ze hun huidmondjes openen om kooldioxide voor fotosynthese binnen te krijgen, vooral in hete, droge woestijnen. Cactussen verliezen minder water door hun huidmondjes alleen ’s nachts te openen. s Nachts is het koeler en minder droog, waardoor er minder water uit de plant verdampt.

De meeste koolstofdioxide komt planten binnen via huidmondjes, dat zijn kleine openingen die door cellen worden bewaakt. De meeste huidmondjes bevinden zich in de bladeren van planten. Klik voor meer details.

’s Nachts ademen

Ook al krijgen cactussen ’s nachts het kooldioxide binnen dat ze nodig hebben, voor fotosynthese is nog steeds zonlicht nodig. Cactussen slaan de koolstofdioxide die ze ’s nachts opnemen op in hun cellen in de vorm van een chemische stof die appelzuur wordt genoemd.

In CAM-planten wordt koolstofdioxide alleen ’s nachts verzameld, wanneer de huidmondjes opengaan. Klik voor meer details.

Overdag wordt het appelzuur weer omgezet in koolstofdioxide. Als de zon schijnt, kunnen de lichtreacties energie leveren voor de Calvijn-cyclus en kan het kooldioxide worden omgezet in suikers. Dit type fotosynthese staat bekend als Crassulacean Acid Metabolism vanwege de opslag van kooldioxide ’s nachts als zuur.

Naarmate biologen de fotosynthese in planten blijven bestuderen, leren ze dat meer planten dan alleen cactussen CAM gebruiken. Zo kunnen sommige planten CAM aan- en uitzetten. Een paar waterplanten gebruiken zelfs CAM-fotosynthese. CAM-planten komen over de hele wereld voor en tonen een belangrijke aanpassing van planten aan hun omgeving wanneer er een tekort is aan water of kooldioxide.

Afbeeldingen via Wikimedia Commons. IJsplant afbeelding door Frank Vincentz.
Doorsnede van het blad en licht/donkercyclus door Sabine Deviche.