Increasing water use efficiency along the C3 to C4 evolutionary pathway: a stomatal optimization perspective
Notice bibliographique
Résumé
C4 photosynthesis evolved independently numerous times, probably in response to declining atmospheric CO2 concentrations, but also to high temperatures and aridity, which enhance water losses through transpiration. Here, the environmental factors controlling stomatal behaviour of leaf-level carbon and water exchange were examined across the evolutionary continuum from C3 to C4 photosynthesis at current (400 μmol mol(-1)) and low (280 μmol mol(-1)) atmospheric CO2 conditions. To this aim, a stomatal optimization model was further developed to describe the evolutionary continuum from C3 to C4 species within a unified framework. Data on C3, three categories of C3-C4 intermediates, and C4 Flaveria species were used to parameterize the stomatal model, including parameters for the marginal water use efficiency and the efficiency of the CO2-concentrating mechanism (or C4 pump); these two parameters are interpreted as traits reflecting the stomatal and photosynthetic adjustments during the C3 to C4 transformation. Neither the marginal water use efficiency nor the C4 pump strength changed significantly from C3 to early C3-C4 intermediate stages, but both traits significantly increased between early C3-C4 intermediates and the C4-like intermediates with an operational C4 cycle. At low CO2, net photosynthetic rates showed continuous increases from a C3 state, across the intermediates and towards C4 photosynthesis, but only C4-like intermediates and C4 species (with an operational C4 cycle) had higher water use efficiencies than C3 Flaveria. The results demonstrate that both the marginal water use efficiency and the C4 pump strength increase in C4 Flaveria to improve their photosynthesis and water use efficiency compared with C3 species. These findings emphasize that the advantage of the early intermediate stages is predominantly carbon based, not water related.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».