사막에 서식하는 식물들은 어떻게 광합성을 할 수 있는 것인가요?
안녕하세요. 고온 건조한 사막에 서식하는 식물 같은 경우에는 낮 동안 기공을 열 수 없을 것 같은데 어떻게 광합성을 수행할 수 있을까요?
사막에 서식하는 식물들은 사막 환경에 적응하기 위해 CAM 광합성이라는 특별한 방식을 이용합니다.
이 방식은 일반 식물의 광합성과는 달리, 이산화탄소 흡수와 광합성 과정을 시간적으로 분리하는 방식이죠.
대부분의 식물은 낮에 햇빛이 있을 때 기공을 열고 이산화탄소를 흡수하여 광합성을 합니다. 하지만 사막 식물이 낮에 기공을 열면 수분이 과도하게 증발하는 문제점이 있죠. CAM 광합성은 이러한 문제를 해결하기 위한 방법입니다.
즉, 밤에 기온이 낮고 습도가 높을 때 기공을 열고, 이때 이산화탄소를 흡수하여 4탄소 화합물인 말산 형태로 세포 내 액포에 저장합니다. 이 과정에서 물의 손실을 최소화합니다. 그리고 다음날 낮에는 기공을 닫아 수분 증발을 막고 밤새 저장해둔 말산을 분해하여 이산화탄소를 방출하여 이를 이용해 햇빛으로부터 얻은 에너지로 포도당을 합성하는 광합성을 하는 것입니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
사막의 식물들은 주로 CAM 광합성을 이용해서 밤에 기공을 열고 이산화탄소를 말산 형태로 저장해둡니다.
낮에는 기공을 닫은상태에서 광합성을 진행합니다.
즉, 밤사이 저장해둔 이산화탄소로 낮에 기공을 닫아 수분손실을 최소화한상태에서
광합성을합니다.
감사합니다.
사막에 사는 식물은 건조한 환경에 적응하여 특별한 광합성 방식을 진화시켰습니다. 주로 CAM(Crassulacean Acid Metabolism) 광합성이라는 방법을 사용하는데, 이는 낮에는 기공을 닫아 수분 손실을 최소화하고, 밤에 기공을 열어 이산화탄소를 흡수하는 방식입니다. 밤에 흡수한 이산화탄소는 유기산(말산) 형태로 잎의 세포에 저장되고, 낮이 되면 이 유기산에서 이산화탄소를 다시 분리하여 기공이 닫힌 상태에서 광합성을 진행합니다.
안녕하세요.
말씀해주신 것과 같이 사막 식물들은 말씀하신 것처럼 낮 동안 기공을 열면 수분 손실, 즉 증산작용이 너무 심해 살아남기 어렵지만, 진화 과정에서 특별한 광합성 전략을 발달시켜 고온 건조한 환경에서 서식할 수 있는 것입니다. 선인장, 용설란, 다육식물 같은 사막 식물들이 주로 사용하는 방법으로는 CAM 광합성 방식이 있는데요, 대기 온도가 낮고 증산이 줄어드는 밤에 CO₂를 흡수하여 말산형태로 저장하며 낮에는 기공을 닫고 저장해둔 말산을 분해하여 CO₂를 방출, 광합성(칼빈 회로)에 사용합니다. 이로인해 결과적으로 낮 동안에도 외부에서 기공을 열지 않고 내부 저장된 CO₂로 광합성을 진행할 수 있으며, 물 손실을 최소화하면서도 태양 빛을 이용한 광합성을 이어갈 수 있는 것입니다. 또한 일부 사막·초원 식물(옥수수, 수수, 사탕수수 등)에서 사용되는 방식으로는 C₄ 광합성이 있는데요, 고온 환경에서도 광합성 효율이 높은 방식으로, CO₂를 먼저 C₄ 화합물(옥살로아세트산 등)에 고정한 후, 필요할 때 칼빈 회로로 전달하며 이 과정은 광호흡을 억제하여 물과 에너지 손실을 줄이는 장점이 있습니다. 감사합니다.