¿Cómo afecta la concentración de CO₂ a la fotosíntesis?

He oído la teoría de que con el aumento de CO 2 en el aire, la velocidad de la fotosíntesis aumentaría, limitando así el aumento de los niveles de CO 2 .

¿Cuál es actualmente el factor limitante de la velocidad de las reacciones fotosintéticas en las plantas? ¿Es realmente CO 2 , o más bien la energía limitada que una planta puede absorber de la luz solar?

¿Tienes una fuente para esa teoría?
@MattDMo Desafortunadamente, no. Creo que lo escuché en la escuela secundaria en relación con el teorema de Gaia, como un ejemplo de un proceso homeostático de la Tierra (junto con la teoría del aumento de oxígeno que aumenta las posibilidades de incendios forestales y, por lo tanto, se regula a sí mismo) Me pregunto si estos tienen base científica.
@WYSIWYG: ¿cómo diablos obtuviste el subíndice en el título?
@AliceD Es UTF. Puede obtenerlo del mapa de caracteres o habilitar la tecla de redacción en su teclado y luego usarlo [hold compose] : _ → [number]para subíndices y [hold compose]: ^ → [number]superíndices. No funciona con alfabetos (todavía no hay subíndices/superíndices alfabéticos en UTF)

Respuestas (1)

El paso limitante de la velocidad de la fotosíntesis es la enzima asimiladora de CO 2 Rubisco (abreviatura de ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa) ( Jensen, 2000 ). Utiliza ribulosa-1,5-bisfosfato y CO 2 como sustratos para generar glucosa.

Dado que Rubisco es el paso limitante de la velocidad en la fotosíntesis, se espera que un aumento en su sustrato CO 2 conduzca a un aumento en la fotosíntesis. Sin embargo, la regulación de Rubisco es compleja y está influenciada no solo por el CO 2 , sino también por el O 2 (que compite con el CO 2 por el sitio activo), el Mg 2+ y una enzima reguladora llamada Rubisco activasa ( Jensen, 2000 ). Por lo tanto, los efectos de un aumento en el CO 2 atmosférico pueden ser más complejos que simplemente mejorar la fotosíntesis aumentando la actividad de Rubisco.

De hecho, una revisión de Poorter (1993) mostró que duplicar el CO 2 conduce a un aumento promedio en la fotosíntesis de solo el 37% en más de 150 especies de plantas. Él describe varios factores que determinan las tasas de fotosíntesis además del CO 2 :

  1. Un factor que limitó la fotosíntesis bajo un alto nivel de CO 2 fue el nitrógeno (N) . Dado que Rubisco es una enzima, debe sintetizarse a partir de aminoácidos. Como Rubisco constituye aproximadamente el 30% de la proteína total en una hoja de planta, Rubisco es probablemente la proteína más abundante en la tierra y un sumidero importante para el nitrógeno vegetal ( Jensen, 2000 ). Por ejemplo, las especies C 3 capaces de hacer simbiosis con organismos fijadores de N 2 tuvieron mayores incrementos de crecimiento en comparación con otras especies C 3 en condiciones de alto CO 2 ;
  2. Ciertas plantas utilizan el CO 2 mejor que otras. Las especies CAM fueron las que respondieron menos, seguidas por las plantas C 4 , mientras que las plantas C 3 aumentaron más sus tasas de fotosíntesis en condiciones de alto CO 2 . Ejemplos de plantas C3 son plantas de cultivos herbáceos ( Poorter, 1993 );
  3. Las plantas con una gran tasa de crecimiento intrínseco pueden beneficiarse más de un alto nivel de CO 2 . Se dice que estas plantas tienen una alta fuerza de absorción , ya que convierten rápidamente los productos adicionales de la fotosíntesis en crecimiento.

Referencias
- Jensen, PNAS (2000); 97 (24): 12937–38
- Poorter, Veg (1993); 104/105 : 77-97

¿No es la luz solar disponible la principal limitación de la tasa? Después de todo, una planta con acceso a abundante CO2, agua y otros nutrientes solo puede convertir tanto como lo permita la energía solar entrante.
@jamesqf: la pregunta es sobre el paso de limitación de la tasa bajo CO2 alto. La fijación de CO2 forma parte del ciclo de Calvin y, por tanto, es independiente de la luz solar. Sin embargo, tiene razón en que, obviamente, el ciclo de Calvin no puede funcionar sin suficiente luz solar para el ciclo de Krebs. Los estudios citados revelaron factores limitantes además de la luz solar o el CO2 cuando la luz solar era abundante. En otras palabras, con suficiente luz solar y un aumento de CO2, otros factores se vuelven limitantes evitando la fijación de más CO2.
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