CARACTERIZAÇÃO DO MECANISMO FOTOSSINTÉTICO E

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plantas intermediárias C 3 -C 4 , e podem representar um estágio transitório na evolução da
fotossíntese C 3 para C 4 (VON CAEMMERER, 1992; LAWLOR, 2001; HIBBERD &
QUICK, 2002).
Técnicas que estudam a composição isotópica da biomassa das plantas
são consideradas simples e eficazes para a determinacao do tipo/mecanismo fotossintético
quando esse é desconhecido em uma espécie vegetal (FARQUHAR et al., 1989).
As plantas fracionam os isótopos do carbono durante a fotossíntese. O
dióxido de carbono (CO 2 ) na atmosfera terrestre é composto de diferentes isótopos do
carbono. A maioria dos isótopos do carbono são 12 CO 2 (98,9 átomos %) e somente 1,1 átomos
% da quantidade total do CO 2 atmosférico é 13 CO 2 , enquanto a menor fração (10 -10 átomos %)
é da espécie radioativa 14 CO 2 . A pesquisa em ecofisiologia moderna faz uso abundante do fato
de que a composição isotópica da biomassa das plantas difere daquela da atmosfera. Há um
especial interesse nas diferenças da composição isotópica do carbono (δ‰ 13 C) entre as
plantas, provocadas pelas diferentes rotas fotossintéticas (LAMBERS et al., 1998).
As propriedades químicas do 13 CO 2 são idênticas aquelas do 12 CO 2 ,
mas devido a pequena diferença de massa (2,3%), as plantas usam menos 13 CO 2 do que o
12 CO 2 . Plantas C 3 (δ‰ 13 C ≅ -28 ‰) discriminam mais 13 CO 2 do que as plantas C 4 (δ‰ 13 C ≅ -
14 ‰). O maior passo da discriminação isotópica é a reação de carboxilação da fotossíntese,
catalisada pela ribulose-1,5-bifosfato carboxilase/oxigenase (RUBISCO), a primeira enzima a
fixar o CO 2 nas plantas C 3 , que possui um valor de discriminação intrínseca (Δ 13 C) de -30 ‰.
Por outro lado, a fosfoenolpiruvato (PEP) carboxilase, a primeira enzima que fixa o CO 2 em
plantas C 4 , apresenta um menor efeito de discriminação isotópica (Δ 13 C = -2 to 5,7 ‰)
(STERNBERG et al., 1984; FARQUHAR et al., 1989; O’LEARY et al., 1992; O’LEARY,
1993; LAMBERS et al., 1998; CONDON et al., 2002).
Estudos anatômicos e técnicas histoquímicas também contribuem para
a determinação do tipo/mecanismo fotossintético das espécies vegetais. Existem diferenças na
antomia foliar entre plantas C 3 e C 4 . Cortes transversais de uma típica folha C 3 , revelam a
presença de cloroplastos e grãos de amido apenas nas células do mesofilo. Em contraste, uma
típica folha C 4 apresenta cloroplastos em ambas as células, do mesofilo e da bainha que
envolve o feixe vascular (MAUSETH, 1988; RUDALL, 1994; LAWLOR, 2001).