Respiración de las plantas
Las plantas respiran el 50% del carbono disponible de la fotosíntesis (después de la fotorrespiración), con el resto disponible para el crecimiento, la propagación, la adquisición de nutrientes y la producción de desechos. Los cambios globales en el CO2, la temperatura, la precipitación, el ozono, los contaminantes atmosféricos y la entrada de nutrientes afectarán tanto la respiración como la fotosíntesis. Debido a que la respiración y la fotosíntesis responden de manera diferente al ambiente, el cambio climático puede alterar el equilibrio entre ellos, afectando la asignación de carbono dentro de los ecosistemas y el flujo neto de carbono. Sin embargo, la dirección y la magnitud del flujo de carbono neto de los ecosistemas variarán con el tipo de cambio y con la estructura actual del ecosistema. Para comprender cómo los cambios ambientales afectarán el intercambio neto de carbono del ecosistema a la atmósfera, debemos comprender cómo se regula la fotosíntesis y la respiración a escala del ecosistema.
La división de la respiración de la planta en los componentes funcionales de la construcción, el mantenimiento y la captación de iones ha incrementado considerablemente nuestra comprensión del impacto del medio ambiente en los procesos respiratorios. El cambio ambiental afectará a cada uno de estos componentes funcionales de manera diferente, alterando la contribución relativa de cada componente de balance de carbono de la planta. La aplicación de estos modelos funcionales de respiración a la vegetación en los ecosistemas puede ayudar a desentrañar el complejo comportamiento del crecimiento de las plantas en respuesta a las condiciones ambientales cambiantes.
Los ecólogos y fisiólogos de plantas generalmente se enfocan en la función de la respiración en lugar de la bioquímica. Sin embargo, necesitamos algunas definiciones. La respiración representa los procesos de glucólisis y la vía oxidativa de las pentosas fosfato, el ciclo de Krebs y el transporte de electrones a la fosforilación oxidativa, con una absorción concomitante de 02 y generación de CO2. La respiración sensible al ácido salicilhidroxámico resistente al cianuro es una vía alternativa para el transporte de electrones, que genera solo un ATP por NADH oxidado, en lugar de tres para el transporte de electrones mediado por citocromos.
El mantenimiento es el más sensible de los componentes funcionales de la respiración al cambio ambiental, debido a que los procesos de síntesis y reemplazo de proteínas, reparación de membranas y mantenimiento de gradientes de iones y metabolitos varían exponencialmente con la temperatura. Los cambios en la concentración de CO2, el estrés hídrico y el ozono atmosférico producido fotoquímicamente también pueden alterar los costos de mantenimiento. Además, las plantas responden a las variaciones ambientales cambiando la asignación de carbono a las hojas, el almacenamiento, la madera y las raíces finas. Debido a que el tipo y la cantidad de proteínas difieren en cada uno de estos tejidos, sus tasas de mantenimiento difieren. Por lo tanto, los cambios en la asignación de carbono a la estructura pueden alterar los costos de mantenimiento del ecosistema. Por ejemplo, las tasas de los procesos enzimáticos de la respiración, como todas las reacciones químicas, aumentan con la temperatura.
