Are crassulacean acid metabolism and C <i>4</i> photosynthesis incompatible?
Notice bibliographique
Résumé
This paper originates from a presentation at the IIIrd International Congress on Crassulacean Acid Metabolism, Cape Tribulation, Queensland, Australia, August 2001. Despite sharing a similar metabolism, crassulacean acid metabolism (CAM) and C4 photosynthesis are not known to occur in identical species, with the exception of Portulaca spp. In Portulaca, C4 and weak CAM photosynthesis occur in distinct regions of the leaf, rather than in the same cells. This is in marked contrast to the situation in most CAM species where C3 and CAM photosynthesis are active in the same cell over the course of a day and growing season. The lack of CAM and C4 photosynthesis in identical cells of a plant indicates these photosynthetic pathways are incompatible. Incompatibilities between CAM and C4 photosynthesis could have a number of biochemical, anatomical and evolutionary explanations. Biochemical incompatibilities could result from the requirement for spatial separation of C3 and C4 phases in C4 plants versus temporal separation in CAM plants. In C4 plants, regulatory systems coordinate mesophyll and bundle sheath metabolism, with light intensity being the major environmental signal. In CAM plants, a circadian oscillator coordinates day and night phases of CAM. The requirement for rapid intercellular transport in C4 plants may be incompatible with the intracellular transport and storage needs of CAM. For example, the large vacuole required for malate storage in CAM could impede metabolite diffusion between mesophyll and bundle sheath cells in C4 plants. Anatomical barriers could also exist because both CAM and the C4 pathway require distinct leaf anatomies for efficient function. Efficient function of the C4 pathway generally requires an outer layer of cells specialized for phosphoenolpyruvate (PEP) carboxylation and regeneration and an inner layer for CO2 accumulation and refixation, while CAM species require enlarged vacuoles and tight cell packing. In evolutionary terms, barriers preventing CAM and C4 photosynthesis in the same species may be the initial steps in the respective evolutionary pathways from C3 ancestors. The first steps in C4 photosynthesis are related to scavenging photorespiratory CO2 via localization of glycine decarboxylase in the bundle sheath cells. The initial steps in CAM evolution are associated with the scavenging of respiratory CO2 at night by PEP carboxylation. In each, simplified versions of the specialized anatomy may need to be present for the evolutionary sequence to begin. For C4 evolution, enhanced bundle sheath size may be required in C3 ancestors; for CAM evolution, succulence may be required. Thus, before CAM or C4 photosynthesis began to evolve, the outcome of the evolutionary experiment may have been predetermined.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».