Planten beschikken over geavanceerde mechanismen om hun opname van kooldioxide (CO2) te meten, wat cruciaal is voor de fotosynthese en de algehele plantengroei. Hier is een overzicht van hoe planten de CO2-opname meten:

1. Huidmondjes:Huidmondjes zijn kleine poriën die op de bladeren van planten voorkomen. Ze maken de uitwisseling van gassen, waaronder CO2 en waterdamp, mogelijk tussen de plant en de atmosfeer. Wanneer de huidmondjes open staan, diffundeert CO2 uit de atmosfeer in het blad en komt er waterdamp vrij.

2. Koolzuuranhydrase-enzym:Zodra CO2 het blad binnendringt, wordt het door het enzym koolzuuranhydrase omgezet in koolzuur (H2CO3). Dit enzym is aanwezig in de mesofylcellen van het blad.

3. Bicarbonaationen:Het koolzuur dissocieert vervolgens in bicarbonaationen (HCO3-) en waterstofionen (H+) in aanwezigheid van water. Bicarbonaationen zijn relatief mobiel en kunnen door het blad diffunderen.

4. Diffusie:De bicarbonaationen diffunderen van de mesofylcellen naar de chloroplasten, waar fotosynthese plaatsvindt. In de chloroplasten worden ze weer omgezet in CO2 en water door het enzym ribulose-1,5-bisfosfaatcarboxylase/oxygenase (Rubisco).

5. Rubisco-activiteit:Rubisco is het belangrijkste enzym dat verantwoordelijk is voor het vastleggen van CO2 tijdens fotosynthese. De hoeveelheid Rubisco die in een blad aanwezig is, kan invloed hebben op de CO2-opnamecapaciteit van de plant.

6. Chlorofylfluorescentie:Chlorofylfluorescentie is een fenomeen waarbij chlorofylmoleculen lichtenergie uitzenden wanneer ze door licht worden opgewonden, maar niet deelnemen aan fotosynthese. Het meten van de chlorofylfluorescentie kan een indirecte schatting geven van de fotosyntheseactiviteit en CO2-opname van een plant.

7. Gasuitwisselingsmetingen:Gasuitwisselingsmetingen omvatten het gebruik van gespecialiseerde apparatuur om de snelheid van CO2-opname en waterdampafgifte door planten te meten. Deze metingen kunnen worden gebruikt om de netto fotosynthesesnelheid en de stomatale geleiding te berekenen, die indicatoren zijn voor de efficiëntie van de CO2-opname.

8. Teledetectie:Teledetectietechnieken, zoals satellietbeelden en hyperspectrale beeldvorming, kunnen worden gebruikt om de CO2-opname en fotosynthese op grotere schaal, zoals hele velden of bossen, te schatten.

Door gebruik te maken van deze mechanismen kunnen planten veranderingen in hun CO2-omgeving waarnemen en erop reageren, waardoor hun fotosynthetische activiteit en groei dienovereenkomstig worden geoptimaliseerd.