Taimede põuataluvuse taga on mitu mehhanismi, kuid ühel taimerühmal on oma viis seda kasutada, mis võimaldab tal elada madala veega tingimustes ja isegi niisketes maailma piirkondades nagu kõrb. Neid taimi nimetatakse Crassulacean happe metabolismi taimedeks ehk CAM taimedeks. Üllatavalt kasutab üle 5% kõigist vaskulaarsetest taimeliikidest fotosünteesi rajana CAM-i ja teised võivad vajadusel CAM-i aktiivsust avaldada. CAM ei ole alternatiivne biokeemiline variant, vaid pigem mehhanism, mis võimaldab teatud taimedel põuapiirkondades ellu jääda. Tegelikult võib see olla ökoloogiline kohanemine.
CAM-taimede näideteks on lisaks ülalnimetatud kaktusele (perekond Cactaceae) ka ananass (sugukond Bromeliaceae), agaav (perekond Agavaceae) ja isegi mõned liigid Pelargoonium (pelargoonid). Paljud orhideed on epifüüdid ja ka CAM-taimed, kuna nad sõltuvad vee imendumisel nende õhust juurtest.
CAM taimede ajalugu ja avastamine
CAM-taimede avastamist alustati üsna ebatavalisel viisil, kui Rooma inimesed avastasid selle taime Dieedil kasutatud lehed maitsesid hommikul koristades kibedana, kuid hiljem koristades ei olnud nii mõrud päev. Teadlane nimega Benjamin Heyne märkas sama asja maitstes 1815. aastal
Bryophyllum calycinum, taim Crassulaceae perekonnas (sellest nimetus on selle protsessi jaoks "Crassulacea happe metabolism"). Miks ta taime sööb, on ebaselge, kuna see võib olla mürgine, kuid ilmselt jäi ta ellu ja ergutas uurima, miks see juhtus.Mõni aasta enne seda kirjutas Šveitsi teadlane nimega Nicholas-Theodore de Saussure raamatu nimega Uuesti Chimiques sur la Vegetation (Taimede keemiline uurimine). Teda peetakse esimeseks teadlaseks, kes CAMi olemasolu dokumenteerib, nagu temagi kirjutas 1804. aastal et selliste taimede nagu kaktus gaasivahetuse füsioloogia erines õhukese lehega taimede füsioloogiast.
Kuidas CAM taimed töötavad
CAM taimed erinevad tavalistest taimedest (nn C3 taimed) kuidas nad fotosünteesitakse. Normaalse fotosünteesi korral moodustub glükoos süsinikdioksiidi (CO2), vee (H2O), valguse ja ensüümi nimega Rubisco töötab koos hapniku, vee ja kahe süsiniku molekuli loomisel, mis sisaldavad kummaski kolme süsinikku (seega nimi C3). See on tegelikult ebaefektiivne protsess kahel põhjusel: madala süsiniku sisaldusega atmosfääris ja madala afiinsusega Rubisco süsiniku suhtes. Seetõttu peavad taimed tootma nii palju Rubiscot, et "haarata" võimalikult palju süsinikdioksiidi. Gaasiga hapnik (O2) mõjutab seda protsessi ka seetõttu, et kasutamata Rubisco oksüdeeritakse O2 poolt. Mida kõrgem on hapniku gaasitase taimes, seda vähem on seal Rubisco; seetõttu assimileerub ja muudab glükoosiks vähem süsinikku. C3-taimed tegelevad sellega, hoides oma stomata avatud päeva jooksul, et koguda võimalikult palju süsinikku, isegi kui need võivad protsessi käigus kaotada palju vett (transpiratsiooni kaudu).
Kõrbes olevad taimed ei saa jätta oma stomatat päeva jooksul avatuks, sest nad kaotavad liiga palju väärtuslikku vett. Kuivas keskkonnas olev taim peab hoidma kinni kogu veest, mida ta suudab! Niisiis, see peab fotosünteesi käsitlema teistmoodi. CAM-taimed peavad stomata avama öösel, kui transpiratsiooni tõttu on vee kaotamise võimalus väiksem. Taim võib veel öösel CO2 sisse võtta. Hommikul moodustub CO2-st õunhape (mäletate Heyne'i mainitud kibedat maitset) ja hape dekarboksüülitakse (laguneb) päeva jooksul suletud stomata tingimustes CO2-ks. Seejärel muudetakse CO2 süsinikdioksiidi abil vajalikuks süsivesikuks Calvini tsükkel.
Praegune uurimistöö
CAM-i peeneid detaile, sealhulgas selle evolutsiooniajalugu ja geneetilist alust, uuritakse endiselt. 2013. aasta augustis toimus Illinoisi ülikoolis Urbana-Champaignis C4 ja CAM taimebioloogia sümpoosion, milles käsitleti CAM-taimede kasutamise võimalus biokütuse tootmise lähteainena ning selle protsessi ja arengu edasiseks selgitamiseks CAM.