早晨,當太陽從東邊升起,那些沐浴著陽光的綠色葉子、枝條或莖幹,也似乎從睡夢中醒過來了。綠色組織表面的氣孔隨之張開,空氣和水分以一定的速率進出。這時,葉子開始進行光合作用,把吸收的太陽能用來轉化二氧化碳和水成爲有機化合物,同財放出氧氣。

  光合作用對自然界的氣體、能量、水分和物質循環起著重要的作用,它直接影響人類的生活和所處的環境,而且,它對地球生物界的進化也有很大的影響。

  然而,有一類肉質植物,如菠蘿、仙人掌、曇花、落地生根等,稱爲景天酸代謝途徑的植物,它們在白天雖也進行光合作用,但是,其氣孔緊閉,不與外界的大氣進行氣體和水分交換,不必從空氣中吸收二氧化碳,也沒有氧氣從綠色組織中滲出。那麼,這類植物光合作用的二氧化碳來自何處呢?

  景天酸代謝植物都生長在既阜又熱的地方。它們爲了生存,只好在晚上較涼快時張開氣孔,吸收空氣中的二氧化碳併合成爲蘋果酸,轉運儲存於液泡中。白天,蘋果酸從液泡輸出,分解出二氣化碳,供給植物光合作用需要。通常,細胞中的蘋果酸在黎明前積累到最高數值,在白天因光合作用而逐漸降低,到黃昏時達最低值。

  景天酸代謝植物是一類旱生、耐熱性高的植物,具有旱生的形態特徵,如葉片減少或以肉質莖代替葉片,表面有厚角層,有刺,氣孔深陷等。在千熱條件下,它們形成了在自天緊閉氣孔,晚上吸收二氧化碳的生理特性9這樣,它們在極度乾旱條件下,可減少水分的喪失並進行低效率的光合作用,以便生命和後代的延續。這種嚴格的晝夜不同的節奏,顯然不同於大多數白天吸收二氧化碳放出氧氣的植物,由此也看出植物對環境適應的多樣化。

  不過在景天酸代謝植物中,也有一些神類可隨生長環境的水分狀況,改變而表現不同的特性a在乾旱情況下,它們的氣體交換特性如上所述,爲典型的景天酸代謝途徑;當分供應充足時,則可變成與其他植物一樣,白天氣孔開放,吸收二氧化碳並放出氧氣。