Cercetătorii au identificat o strategie de supraviețuire fascinantă la trei specii de arbori tropicali din genul Clusia, care au învățat să proceseze dioxidul de carbon în timpul nopții. Această adaptare biologică permite plantelor să minimizeze pierderile de apă în perioadele de secetă extremă. Studiul detaliat, care a fost publicat în revista Nature Communications, arată că aceste arbori își deschid stomatele, adică porii microscopici ai frunzelor, doar atunci când temperaturile sunt mai scăzute.
Echipa de cercetători de la Universitatea din Viena, care a coordonat această investigație, a observat că cele trei specii analizate utilizează mecanisme diferite. Clusia rosea aplică o formă puternică de fotosinteză CAM, stocând dioxidul de carbon sub formă de acid malic în timpul nopții. În același timp, Clusia minor poate activa acest proces cu o intensitate mai mare atunci când este supusă stresului cauzat de lipsa apei, oferindu-i un avantaj competitiv în medii dificile.
O a treia specie, Clusia major, adoptă o abordare intermediară prin combinarea fotosintezei obișnuite de tip C3 cu fotosinteza CAM. Smithsonian Tropical Research Institute subliniază faptul că genul Clusia este remarcabil deoarece include arbori capabili să schimbe aceste strategii în funcție de sezon sau de cantitatea de apă disponibilă în sol. Această flexibilitate biologică transformă aceste specii în modele de studiu pentru rezistența la schimbările climatice și la lipsa resurselor hidrice.
Analiza genomurilor a demonstrat că aceste capacități sunt rezultatul unor transformări genetice acumulate pe parcursul a milioane de ani. Cercetătorii au descoperit că procesul a implicat evenimente de multiplicare a genomului, urmate de reorganizări complexe ale materialului genetic. În acest proces evolutiv, unele copii ale genelor au fost pierdute sau dezactivate, în timp ce altele au dobândit funcții noi, esențiale pentru stocarea nocturnă a dioxidului de carbon și supraviețuirea în medii tropicale.
Descoperirile au implicații potențiale pentru domeniul agriculturii, oferind perspective asupra modului în care plantele pot utiliza apa mai eficient. Deși Clusia nu oferă o soluție imediată pentru agricultură, înțelegerea mecanismelor de fotosinteză CAM ar putea ajuta la dezvoltarea unor culturi rezistente la secetă. Informațiile genetice obținute prin studierea acestor arbori pot contribui la crearea unor plante care fixează dioxidul de carbon cu un consum redus de apă.
Fotosinteza CAM, termenul de care face parte acest proces, reprezintă metabolismul acid al plantelor de tip crasulacean. Acest mecanism este cunoscut în mod tradițional pentru plantele suculente și cactuși, însă descoperirea sa la arbori extinde înțelegerea noastră asupra diversității biologice. Studiul subliniază complexitatea adaptării la medii ostile prin modificări genetice pe termen lung, oferind lecții despre reziliența naturii în fața condițiilor de mediu schimbătoare.