प्रत्येक हरित वनस्पतीमध्ये प्रकाशसंश्लेषणाची (Photosynthesis) क्रिया घडत असते. सूर्यप्रकाशामध्ये हरित वनस्पती त्यांच्या प्ररंध्रांद्वारे (Stomata) हवेमधील कर्बवायू पेशीमध्ये घेतात, संश्लेषणाच्या क्रियेमधून या कर्बवायूचे साखरेत रूपांतर होते आणि निर्माण झालेला प्राणवायू आणि बाष्प प्ररंध्रांद्वारे पुन्हा बाहेर सोडले जातात. मात्र वाळवंटात वाढणार्‍या ‘कॅक्टस’ सारख्या वनस्पती त्यास अपवाद आहेत. पाण्याची कमतरता असल्यामुळे या वनस्पतींची प्ररंध्रे दिवसा सूर्यप्रकाशात बंद राहतात, त्यामुळे कर्बवायू आत जात नाही आणि पेशींमधील बाष्प बाहेर पडत नाही. त्यामुळे पाण्याचा विनियोग अतिशय काटेकोर पद्धतीने होतो. रात्री या वनस्पतींची पर्णछिद्रे उघडी राहातात. सूर्यप्रकाशाच्या अभावामुळे रात्रीचे तापमान दिवसाच्या तापमानाच्या तुलनेत कमी असते. त्यामुळे या उघड्या पर्णछिद्रातून फारसा बाष्पोत्सर्ग होत नाही. कर्बवायू या पर्णछिद्रातून सहजपणे आत येतो आणि पेशीद्रव्यामध्ये असलेल्या फॅास्फोइनॉल पायरुवेट (PEP) ला मिळतो व त्यापासून ऑक्झॅलो ॲसिटेट (Oxalo Acetate) तयार होते. या अस्थिर अम्लाचे रूपांतर विकराद्वारे त्वरित मॅलिक अम्लात (Malic Acid) होते. रात्रीच्या अंधारात ‘कॅक्टस’ म्हणजेच ‘निवडुंग’ समूहामधील वनस्पतींमध्ये हवेतील कर्बवायू अखंडपणे मॅलिक अम्लामध्ये रूपांतरीत केला जातो आणि हे अम्ल रात्रभर पेशींमधील रिक्तिकेत (Vacuoles) साठविले जाते. दिवसा या वनस्पतींची प्ररंध्रे बंद असल्यामुळे कर्बवायू प्रकाशसंश्लेषणासाठी उपलब्ध होत नाही. अशा वेळी रिक्तिकेत साठविलेले मॅलिक अम्ल बाहेर येते. पेशीद्रव्यात त्याच्यावर विकराची क्रिया होऊन कर्बवायू बाहेर पडतो. हा वायू पेशींमधील हरितलवकात प्रवेश करतो आणि प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे त्याचे रूपांतर शर्करेत होते. दिवसा पर्णछिद्रे उघडी ठेवून प्रकाश संश्लेषण व बाष्पोत्सर्ग करणार्‍या बहुसंख्य वनस्पतींपेक्षा निवडुंग समूहामधील ही चयापचयाची क्रिया सर्वस्वी वेगळी आणि वैशिष्ट्यपूर्ण असल्यामुळे त्यास ‘कॅम प्रकाशसंश्लेषण’ असेही म्हणतात.
बेनेट आणि क्लार्क (Bennet and Clark) या शास्त्रज्ञांनी १९३३ मध्ये क्रॅसुलेसी कुलातील पानफुटी वनस्पतीतील या प्रक्रियेचा शोध लावला म्हणून त्यास “क्रॅसुलेसीयन अम्ल चयापचय” (CAM) म्हणजे ‘कॅम’ असे नाव देण्यात आले.
संशोधकांना असे आढळले आहे की, कॅम ही प्रक्रिया फक्त क्रॅसुलेसी या वनस्पती समूहापुरतीच मर्यादित नसून अन्य वनस्पतिकुलातील तीनशेहून अधिक जाड्या, फुगीर वनस्पती प्रजातीसुद्धा याच चयापचयाचा वापर करून प्रतिकूल परिस्थितीत जगण्याचा प्रयत्न करतात. अननस, ड्रॅगन-फ्रुट, घायपात हे तंतुपीक, कोरफड, व्हॅनिला, ऑर्किड आणि समुद्रकिनारी वाळूमध्ये आढळणार्‍या वनस्पती या वर्गात मोडतात. दिवसाच्या तुलनेत रात्री हवेत कर्बवायूचे प्रमाण नेहमीच जास्त असते, म्हणूनच प्ररंध्रांद्वारे रात्री कर्बवायू शोषून घेणार्‍या या सर्व वनस्पती एका अर्थी अंधारात सभोवतीचा कर्बवायू कमी करून हवेचे शुद्धीकरणच करत असतात.
संदर्भ :
- Bennet and Clark T.A.”The Role Of Organic Acids In Plant Metabolism.”Part I, New Phytol, 32:37-71 (1933).
- Clanton C Black & C.Barry Osmond ”CAM photosynthesis: workingin the night shift”. Photosynthesis Research, 76:329-341 (2003).
- CAM Plants:https://www.youtube.com/watch?V=QqK1LYReAXU.
समीक्षक : नागेश टेकाळे
