Dwutlenek węgla spełnia bardzo ważną rolę – mianowicie dostarcza węgiel do budowy związków organicznych. Pobieranie go przez rośliny wodne związane jest z dużą różnorodnością form, w jakie przechodzi w środowisku wodnym.
Rośliny lądowe pod tym względem mają ułatwione zadanie – środowisko zaopatrywane jest stale w jedną postać węgla tj,CO2.
Gazowy CO2 jest łatwo rozpuszczalny, w wodzie przechodzi następujące przemiany (za Kajakiem 2001):
CO2 + H20 ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3- ↔ 2H + CO32-
Słaby kwas, jakim jest HCO3- dysocjuje w wodzie z wydzieleniem OH- regulując w ten sposób odczyn środowiska, co ilustrują poniższe reakcje:
HCO3- + H20 ↔ H2CO3 + OH-
CO32- + H20 ↔ HCO3- + OH-
H2CO3 ↔ H20 + CO2
HCO3-↔ H+ + CO32-
Formy występowania zależą od pH wody – może on przyjąć
jedną z czterech form (wykres2, tabela 3).
Poniżej pH4 występuje wyłącznie CO2 (100%)
przy
ph7 przeważa forma HCO3- (80%), następnie CO2↔H2CO3 (20%), brak natomiast CO32- (0%)
Przy
pH10 również dominuje forma HCO3- (70%), pojawia się CO32- (30%) a zanikają formy CO2↔H2CO3 (0%)
Rośliny wodne wykazują zróżnicowaną preferencję w stosunku do formy asymilowanego przez siebie dwutlenku węgla.
Pod tym względem możemy podzielić je na
dwie grupy (za Bernatowiczem i Wolnym, 1974).
Do pierwszej z nich można zaliczyć rośliny kwiatowe asymilujące różnorodne formy CO2 np. związanego w dwuwęglanach (jako przykład mogą posłużyć gatunki
Myriophyllum).
Druga grupa roślin obejmuje mchy, glony nitkowate i plankton, wszystkie je charakteryzuje przyswajalność jedynie wolnego dwutlenku węgla (CO2, np.
Fontinalis antipyretica i inne gatunki mchów wodnych nie potrafią korzystać ze związanego dwutlenku węgla).
Z pierwszej grupy, czyli roślin kwiatowych wyłamują się
Lobelia i Isoëtes, które zachowują się analogicznie do
mchów.
Rośliny potrafiące wykorzystywać CO2 związany w jonach wodorowęglanowych posiadają specyficzny enzym –
anhydrazę węglanową umożliwiający przekształcanie jonów węglanowych w dwutlenek węgla (taki sam enzym zawierają w karboksysomach organizmy prokariotyczne – sposób ten wykorzystują do zwiększenia lokalnego stężenia CO2 w pobliżu miejsc karboksylacji rubisco)
Sztuczne wzbogacanie w CO2 stosowane przez akwarystów ma zatem na celu zwiększenie puli niezwiązanego dwutlenku węgla, który mógłby zostać wykorzystany przez wszystkie rośliny.
Czytaj węcej »
