7.6. 進化との関連 : 太陽によって推し進められた進化
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太陽光の地上への照射は、地理的に異なる場所で、さまざまに異なる 自然選択は、ある地域の環境に最も適合するという適応進化を促進するので、異なった気候に対して異なった様式の光合成が進化したとしても驚くにはあたらない 農業傾斜が直面する問題は、高温で乾燥した日中の場合、植物が気孔を閉じてしまうこと CO2が葉に入るのをさまたげることにもなり、糖の生産も停止する したがって、天候が暑くなるとC3植物の生産性は水の必要性から顕著に低下する
高温・乾燥気候において、光合成を停止させることなく水を節約するという仕組みがいくつかの植物で進化した
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CO2の炭素がカルビン回路に入る前に、炭素4個の化合物に取り込まれる
天候が高温で乾燥しているとき、C4植物は気孔をほとんど閉じて、水を保持している
しかし、C4植物は、葉のCO2濃度が低いときでも炭素を取り込み続けることができる酵素を持っている その結果生じた炭素4個の化合物は炭素の受け渡し役として働く
それは近くの細胞のカルビン回路にCO2を与えるので、その植物は糖を作り続けることができる
非常に乾燥した気候に適応しており、夜の間だけ気孔を開いてCO2が入るようにして水を保持している
そのCO2は夜間に炭素4個の化合物に取り込まれて蓄えられ、日中気孔が閉じているときでも光合成は機能し続ける
C4とCAMの毛色は、日中高温・乾燥下で気孔が部分的あるいは完全に閉じている状態でも光合成を維持できるという適応進化の2つのタイプ
C4植物とCAM植物の、現在の地球での分布はこの進化の歴史を反映している