안녕하세요. 네, 말씀하신 것처럼 식물은 고온건조한 환경에서 루비스코로 인하여 광호흡을 진행할 수 있는데요,광합성의 탄소 고정 단계에서 중요한 역할을 하는 효소는 루비스코입니다. 루비스코는 CO₂를 기질로 사용하여 3-포스포글리세르산(3-PGA)을 생성하는데, 동시에 산소(O₂)와도 반응할 수 있는 특성이 있는데요, 고온, 건조, CO₂ 농도가 낮은 환경에서는 루비스코가 산소를 기질로 사용할 확률이 높아집니다.
이때 산소와 반응하면 포스포글리콜산이라는 물질이 생성되며, 이를 처리하기 위해 식물은 광호흡 경로를 통해 다시 3-PGA를 재생하기 때문에 광호흡은 루비스코가 CO₂ 대신 O₂와 반응하기 때문에 발생하며, 환경 조건에 따라 빈도가 증가하는 것입니다. 다만 이러한 광호흡이 진행되면 여러 문제가 생길 수 있는데요, 광호흡 과정에서는 ATP와 NADPH가 소모되지만, 최종적으로 고정된 탄소(3-PGA)는 줄어듭니다.
즉, 광합성을 통해 얻을 수 있는 에너지 효율이 감소하며 광호흡 중 일부 탄소가 CO₂ 형태로 방출되는데요, 특히 건조하고 고온인 환경에서 CO₂ 방출이 많아지면, 식물은 효율적으로 탄소를 축적하기 어렵습니다. 게다가 에너지와 탄소가 불필요하게 소모되므로, 광합성에 사용 가능한 자원이 줄어들어 생장 속도가 늦어지고 수확량이 감소할 수 있습니다. 감사합니다.