FOTORESPIRASI:RELIK EVOLUSI?

                Sejak pertama kali tumbuhan berpindah ke daratan sekitar 475 tahun silam, tumbuhan telah beradaptasi terhadap masalah-masalah kehidupan darat, terutama masalah dehidrasi. Pada hari yang panas dan kering, sebagian besar tumbuhan menutup stomatanya, sebagai respon untuk mempertahankan air. Respon ini juga menurunkan hasil fotosintesis karena membatasi akses ke CO₂. Bahkan dengan stomata yang tertutup sebagian, konsentrasi CO₂ mulai menurun di rongga-rongga udara dalam daun, dan konsentrasi O₂ yang dilepaskan dari reaksi terang mulai meningkat. Kondisi-kondisi dalam daun ini mengarah pada proses yang tampaknya sia-sia yang disebut fotorespirasi.

                Pada sebagian besar tumbuhan fiksasi awal karbon terjadi melalui rubisko, enzim siklus Calvin yang menambahkan CO₂ ke ribulosa bifosfat. Tumbuhan semacam ini disebut C₃ (C3 plant) karena produk organik pertama dari fiksasi karbon merupakan senyawa berkarbon-tiga, 3 fosfogliserat. Padi, Gandum, dan Kedelai merupakan tumbuhan C₃. Ketika stomata tumbuhan tertutup sebagian pada hari yang kering dan panas, tumbuhan C₃ menghasilkan lebih sedikit gula karena penurunan kadar CO₂ dalam daun menghambat siklus calvin. Selain itu Rubisko dapat mengikat O₂ sebagai ganti CO₂. Ketika CO₂ semakin jarang terdapat dalam rongga-rongga udara daun, rubisko menambahkan O₂ ke Siklus Calvin, bukan CO₂. Proses ini disebut fotorespirasi, karena terjadi saat ada cahaya (foto) dan mengomsumsi O₂ sambil menghasilkan CO₂ (respirasi). Akan tetapi tidak seperti respirasi selular normal, fotorespirasi tidak menghasilkan ATP; faktanya, fotorespirasi justru mengomsumsi ATP. Tidak seperti fotosintesis, fotorespirasi tidak menghasilkan gula.Faktanya, fotorespirasi bahkan menurunkan keluaran fotosintesis karena mengambil materi organik dari siklus calvin dan melepaskan CO₂ yang seharusnya di fiksasi.

                Lalu, mengapa proses ini terdapat di tumbuhan yang jelas-jelas kontraproduktif bagi tumbuhan? Menurut salah satu hipotesis, fotorespirasi merupakan bawaan evolusi relik metabolik dari masa terdahulu ketika atmosfer mengandung lebih sedikit O₂ dan lebih banyak CO₂ daripada saat ini.

                Pada beberapa kasus setidaknya kita tahu bahwa fotorespirasi memainkan perang pelindung pada tumbuhan. Tumbuhan yang memiliki kelainan melakukan fotorespirasi (akibat gen yang cacat) lebih rawan terhadap kerusakan yang dipicu oleh cahaya berlebihan. Para peneliti menganggap ini sebagai bukti jelas bahwa fotorespirasi bertindak menetralkan produk-produk reaksi terang yang merusak, dan menumpuk ketika konsentrasi CO₂ yang rendah membatasi kelanjutan siklus Calvin. Masih belum di ketahui apakah ada keuntungan lain dari fotorespirasi.