Pri odpornosti na suše pri rastlinah deluje več mehanizmov, vendar ima ena skupina rastlin način izkoristiti, ki mu omogoča, da živi v nizkovodnih razmerah in celo v sušnih regijah sveta, kot so puščava. Te rastline imenujemo rastline za presnovo kisle kisline ali CAM rastline. Presenetljivo je, da več kot 5% vseh žilnih rastlinskih vrst uporablja CAM kot svojo fotosintetsko pot, druge pa lahko pokažejo aktivnost CAM, kadar je to potrebno. CAM ni alternativna biokemična varianta, temveč mehanizem, ki nekaterim rastlinam omogoča preživetje na sušnih območjih. Lahko gre pravzaprav za ekološko prilagoditev.
Primeri rastlin CAM so poleg prej omenjenih kaktusov (družina Cactaceae) ananas (družina Bromeliaceae), agava (družina Agavaceae) in celo nekatere vrste Pelargonij (geranije). Mnoge orhideje so epifiti in tudi rastline CAM, saj se pri absorpciji vode zanašajo na svoje zračne korenine.
Zgodovina in odkritje CAM rastlin
Odkrivanje rastlin CAM se je začelo na precej nenavaden način, ko so rimski ljudje odkrili to rastlino listi, uporabljeni v njihovi prehrani, so bili bolj grenki, če so jih pobrali zjutraj, vendar niso bili tako grenki, če so jih pobrali kasneje dan. Znanstvenik po imenu Benjamin Heyne je isto stvar opazil leta 1815 med degustacijo
Bryophyllum calycinum, rastlina iz družine Crassulaceae (od tod tudi ime "metabolizem crassulacea kisline" za ta postopek). Zakaj je jedel rastlino, ni jasno, saj je lahko strupena, a je očitno preživel in spodbudil raziskave, zakaj se to dogaja.Nekaj let pred tem pa je švicarski znanstvenik z imenom Nicholas-Theodore de Saussure napisal knjigo z naslovom Doseže Chimiques sur la Vegetation (Kemične raziskave rastlin). Velja za prvega znanstvenika, ki je dokumentiral prisotnost CAM napisal leta 1804 da se je fiziologija izmenjave plinov v rastlinah, kakršen je kaktus, razlikovala od tiste v rastlinah s tankim listjem.
Kako delujejo CAM rastline
CAM rastline se razlikujejo od "navadnih" rastlin (imenovanih C3 rastline) v kako oni fotosintezirati. Pri normalni fotosintezi nastane glukoza, ko ogljikov dioksid (CO2), voda (H2O), svetloba in encim, imenovan Rubisco bo sodeloval pri ustvarjanju kisika, vode in dveh molekul ogljika, ki vsebujejo po tri ogljika (torej ime C3). To je dejansko neučinkovit postopek iz dveh razlogov: nizka raven ogljika v atmosferi in nizka afiniteta, ki jo ima Rubisco na CO2. Zato morajo rastline proizvajati visoko raven Rubisca, da "zgrabi" čim več CO2. Kisik plin (O2) vpliva tudi na ta postopek, ker neporabljeni Rubisco oksidira z O2. Čim višji so nivoji kisika v rastlini, manj je Rubisco; zato se manj ogljika asimilira in naredi v glukozo. C3 rastline se tega lotijo tako, da ohranijo svoje stomati odprti čez dan, da zberemo čim več ogljika, čeprav lahko v procesu izgubijo veliko vode (s transpiracijo).
Rastline v puščavi čez dan ne morejo pustiti svojih ustnic odprtih, ker bodo izgubile preveč dragocene vode. Rastlina v sušnem okolju mora zadržati vso vodo, ki jo lahko! Torej, fotosintezo mora obravnavati na drugačen način. Rastline CAM morajo ponoči odpirati želodce, ko je manjša možnost izgube vode s pomočjo transpiracije. Rastlina lahko ponoči zaužije CO2. Zjutraj se iz CO2 tvori jabolčna kislina (se spomnite grenkega okusa, ki ga je Heyne omenil?), Kislina pa se čez dan pod zaprtimi stomaci razkroji (razgradi) na CO2. CO2 se nato vnese v potrebne ogljikove hidrate preko Calvin cikel.
Aktualne raziskave
Še vedno se izvajajo raziskave o podrobnih podrobnostih CAM, vključno z njegovo evolucijsko zgodovino in genetskimi temelji. Avgusta 2013 je na univerzi v Illinoisu v Urbani-Champaign potekal simpozij o biologiji rastlin C4 in CAM, nagovoril možnost uporabe sistemov CAM za surovine za proizvodnjo biogoriv in nadaljnje razjasnitev procesa in razvoja CAM.