Poco después del descubrimiento del ciclo C4, la vía del metabolismo del ácido crasuláceo (CAM) se diseccionó y elucidó como una variante C4. Esta vía se encuentra en suculentas y epífitas del desierto. En el ciclo típico de C4, la reacción de fijación se produjo en una célula de mesófilo y la reacción de descarboxilación se produjo en una célula de envoltura celular, en las plantas de CAM las dos reacciones se separan temporalmente más que espacialmente. El ciclo CAM se muestra a continuación … observe cómo todas las reacciones ocurren en la misma celda pero en diferentes momentos del día.
Como puede observar fácilmente, el paso de fijación se produce por la noche con las celdas de protección abiertas para recibir dióxido de carbono durante la noche fría. Este proceso es impulsado por el uso de almidón para hacer el PEP requerido para la actividad PEPcarboxilasa. El ácido málico se transporta al vauole y se acumula allí por la noche. ¡Hay un fuerte cambio de pH en la vacuola durante la noche! A la mañana siguiente, el ácido málico es transportado nuevamente al citosol para la reacción de descarboxilación. Esto inunda el ciclo de Calvin con dióxido de carbono mientras las celdas de guardia están cerradas. La energía, por supuesto, proviene de las reacciones de luz y el almidón acumulado se usa la noche siguiente para otra ronda de fijación de carbono.
Es inmediatamente obvio que las plantas CAM crecerán lentamente. Hacen fotosíntesis durante el día (recuerde las reacciones de luz y ¡el ciclo de Calvin SOLO puede operar bajo la luz!). Gran parte de esta ganancia se pierde la noche siguiente mediante el uso del almidón. De una manera muy clara, las plantas CAM están “girando sus ruedas” usando mucha energía para llegar casi a ninguna parte. Las plantas del desierto son de crecimiento lento, pero son muy competitivas en ambientes cálidos y secos. ¡La ventaja del ahorro de agua al tener celdas de guardia abiertas por la noche y cerradas durante el día no debe subestimarse! Al parecer, vale la pena la compensación en la tasa de crecimiento lento.
Obviamente, con cada célula que tiene el ciclo de Calvin y la bomba de CAM, se podría esperar que la planta de CAM pueda usar el ciclo de Calvin solo si las condiciones lo permiten. De hecho, muchas plantas CAM son facultativas en el sentido de que funcionan como plantas CAM en condiciones calurosas y secas, pero como plantas C3 si se riegan bien y se mantienen a temperaturas más frías. Estas plantas crecen a un ritmo rápido bajo condiciones más frías y húmedas, y crecen dramáticamente más lentamente en condiciones más cálidas y secas. ¡Pero no sucumben a la desecación!
La otra observación interesante que uno debe hacer, entonces, es que en las plantas CAM la actividad de la PEP carboxilasa debe ser controlable para cerrar la fijación de estilo C4 derrochador durante el día. Cómo se muestra esto a continuación se muestra, ilustrando el papel de la fosforilación de proteínas en términos de ciclos de activación / inactivación.
