Kaktüsler geceleri karbondioksit emer ve depolar.Ardından ışığa bağımlı reaksiyonları gerçekleştirebilmek için gündüz vaktini bekler. Görsel: Dgustafson.

Bir gün içinde ne kadar suya ihtiyacınız olduğunu hiç düşündünüz mü? Veya bir bahçedeki bitkiler ne kadar suya ihtiyaç duyar? Çoğu insan sağlıklı olmak için günde en az yarım galon (1,8 lt) su içmek zorundadır. Bu, haftada aşağı yukarı 4 galon su eder. Bazı bitkiler ise bundan daha fazlasına ihtiyaç duyar. İnsanlar ve yediğimiz birçok meyve ve sebzeler dahil birçok bitki, her gün bol bol suya ihtiyaç duyar. Su olmadan ayların geçmesi imkansızdır.

Bununla birlikte, bazı bitkiler sadece bunu yapmaya adapte olmuşlardır. Örneğin; bazı kaktüsler yağmur olmadan hayatta kalabilirler. Dünyadaki birçok çölde, sıcak ve kuru şartlarda gelişirler.

Kaktüs nedir?

Saguaro; uzun, kuru, sıcak yaz mevsimlerinde hayatta kalmaya iyi bir şekilde  adapte olmuştur. Görsel: Miwasatoshi.

Kaktüsler bir çeşit etli bitkidir (sukulent bitki). Bu etli bitkiler, bol su depolayan sünger benzeri bir iç mekana sahiptir. Ayrıca bitkinin dışını kaplayan çok kalın bir balmumu epidermisi vardır. Epidermis iki kelimeden oluşur: “epi” örtme ve “dermis” deri anlamına gelir.

Sukulentler genellikle ağaç gibi normal yapraklara sahip değildir. Bunun yerine, kaktüs üzerindeki dikenler kaktüslerin yapraklarıdır.Fotosentez yapan ağaçların yapraklarından farklı olarak dikenler hayvanlardan korunmak için sert ve keskin hale gelmiştir. Kaktüslerde fotosentez epidermiste olur bu yüzden tüm bitki yeşil görünür.

Susuz yaşam

Çölde yağmur yağdığında, kaktüsler köklerinden fazla miktarda su alırlar. Bir kaktüsün içi sünger gibidir bu yüzden içinde bir ton su tutabilir. Bununla birlikte bazı saguaro kaktüsleri 2.000 pound (907 kg) su tutabilir. Kaktüsler bu suyla yağmursuz, kuru dönemlerde hayatta kalabilmektedir.

Kaktüsler su almadan aylarca yaşarlar, çünkü fotosentez yapmak için çok az suya ihtiyaç duyarlar. Bitkiler özellikle sıcak ve kuru olan çöllerde, karbondioksit almak için stomalarını açtıklarında çok fazla su kaybederler. Kaktüsler sadece geceleri stomalarını açarlar ve  daha az su kaybederler. Gece hava kuru değil ve daha serindir. Bu da bitkiden daha az suyun buharlaşacağı anlamına gelir.

Çoğu karbondioksit, hücreler tarafından korunan küçük delikler olan stoma yoluyla bitkilere girer. Çoğu stoma bitkilerin yapraklarında bulunur. Daha fazla ayrıntı için resme tıklayın.

Gece solunumu

Kaktüsler ihtiyaç duydukları karbondioksiti gece alsalar da fotosentez için hala güneş ışığına ihtiyaç duyarlar. Kaktüsler gece boyunca aldıkları karbondioksiti hücrelerinde malik asit olarak adlandırılan bir kimyasal olarak depolarlar.

CAM bitkilerinde, karbondioksit sadece stoma açıldığında geceleri alınır. Daha fazla ayrıntı için resme tıklayın.

Gündüzleri malik asit tekrar karbondioksite dönüştürülür. Güneş ışık saçtığında, ışık reaksiyonları Kalvin döngüsü için enerji üretebilir ve karbondioksit şekere dönüştürülebilir. Fotosentezin bu türü, gece boyunca karbondioksitin bir asit olarak depolanmasından dolayı Crassulacean Asit Metabolizması olarak bilinir.

Biyologlar bitkilerde fotosentez üzerine çalışmaya devam ettikçe, kaktüsler dışında birçok bitkinin de CAM kullandığını öğrendiler. Örneğin bazı bitkiler CAM’ı açıp kapatabilir. Bazı sucul bitkiler bile CAM fotosentezini kullanır. CAM bitkileri dünya çapında bulunur ve ya su ya karbondioksit kısa süreli tedarik edildiğinde bitkilerin çevrelerine önemli derecede uyum sağladığını gösterir.

Images via Wikimedia Commons. Ice plant image by Frank Vincentz. 
Leaf cross-section and Light / Dark cycle by Sabine Deviche.