Las orquídeas epífitas son uno de los grupos de plantas más ricos y diversos en especies y habitan en una amplia gama de nichos, que varían desde hábitats casi constantemente húmedos hasta hábitats estacionalmente secos. A pesar de la abundancia de especies de orquídeas que ocupan el dosel, el hábitat epífito es el nicho más severo en los bosques tropicales debido a que la disponibilidad de agua y nutrientes es esporádica y depende de las fuentes atmosféricas. La supervivencia y el éxito de adaptación de estas plantas dependen en gran medida de sus respuestas metabólicas y de desarrollo flexibles a las condiciones ambientales. Un alto número de especies epífitas realizan la fotosíntesis del metabolismo ácido de las crasuláceas (CAM), una importante adaptación ecofisiológica que permite a las plantas residir en hábitats con disponibilidad de agua escasa, intermitente y/o estacional. La resistencia a la sequía observada en la mayoría de las epífitas es frecuentemente proporcionada por un comportamiento fotosintético CAM más fuerte que promueve la máxima ganancia de carbono combinada con la mínima pérdida de agua. Esto es factible porque la fotosíntesis CAM generalmente actúa como un CO₂-mecanismo de concentración a través del CO nocturno₂ fijación por fosfoenolpiruvato carboxilasa (PEPC) y almacenamiento vacuolar posterior del CO fijado₂ en forma de ácidos orgánicos. La siguiente descarboxilación diurna de ácidos orgánicos libera CO₂, que es fijado por ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa (Rubisco) y asimilado en el ciclo de Calvin detrás de estomas cerrados.

Una adaptación estructural esencial de la mayoría de las orquídeas epífitas contra la sequía severa es un cierto grado de suculencia de los tejidos, principalmente por sus hojas y pseudobulbos. Además de ser una forma eficiente de almacenar agua y nutrientes durante la estación seca, la suculencia también se sugiere como un requisito importante para la expresión de CAM. Varios informes han indicado una correlación positiva entre el grosor de la hoja y la actividad CAM en orquídeas epífitas. Las hojas de las orquídeas pueden mostrar fotosíntesis CAM o C3 dependiendo de la presencia de hojas gruesas y delgadas. El mayor grosor de las hojas de las plantas que realizan CAM también está relacionado con una mayor capacidad para almacenar ácidos orgánicos durante la noche dentro de las vacuolas durante el ciclo CAM.

Un documento reciente en Annals of Botany se propone descubrir si distintos regímenes de disponibilidad de agua influyen en el modo fotosintético (C3 y/o CAM) en hojas y órganos no foliares de hojas gruesas. Cattleya walkeriana y de hojas delgadas Orquídea bailarina 'Aloha', y si es así, cómo la sequía afecta específicamente la vía fotosintética en las hojas de estas especies. Los autores también investigan si existe un grado particular de compartimentación en la expresión de CAM entre diferentes órganos de tales orquídeas epífitas bajo tratamientos de sequía o bien regados. Demuestran que la disponibilidad de agua es una señal poderosa capaz de modular la expresión de CAM de manera compartimentada en órganos/tejidos en las orquídeas epífitas estudiadas. Los datos resaltan la importancia de estudiar el rango de expresión/modulación de CAM en tejidos vegetales específicos teniendo en cuenta las respuestas fisiológicas en diferentes condiciones ambientales y/o fases de desarrollo.

Patrones espaciales de fotosíntesis en orquídeas epífitas de hojas delgadas y gruesas: desentrañando la plasticidad C3-CAM en una forma compartimentada de órganos. Annals of Botany (2013) 112 (1): 17-29. doi: 10.1093/aob/mct090
Con frecuencia se ha sugerido una correlación positiva entre el grosor del tejido y la expresión del metabolismo del ácido de las crasuláceas (CAM). Por lo tanto, este estudio abordó la cuestión de si la disponibilidad de agua modula la plasticidad fotosintética en diferentes órganos de dos orquídeas epífitas con distinto grosor de hoja. Se examinó la morfología de los tejidos y el modo fotosintético (C3 y/o CAM) en hojas, pseudobulbos y raíces de una especie de hoja gruesa (Cattleya walkeriana) y de hoja delgada (Orquídea bailarina 'Aloha') orquídea epífita. Se estudiaron las características morfológicas comparando las respuestas fisiológicas inducidas por la sequía observadas en cada órgano después de 30 días de tratamientos con sequía o bien regados. Cattleya walkeriana, que se considera una orquídea CAM constitutiva, mostró una clara regulación positiva de CAM inducida por la sequía en sus hojas gruesas pero no en sus órganos no foliares (pseudobulbos y raíces). El conjunto de rasgos morfológicos de Cattleya Las hojas sugirieron la regulación positiva de CAM inducible por sequía como un posible mecanismo para aumentar la eficiencia en el uso del agua y la economía del carbono. Por el contrario, aunque pertenece a un género de orquídeas que clásicamente se considera que realiza la fotosíntesis C3, Orquídea bailarina 'Aloha' bajo sequía parecía expresar CAM facultativa en sus raíces y pseudobulbos pero no en sus hojas, lo que indica que tales respuestas fotosintéticas podrían compensar la falta de capacidad para realizar CAM en sus hojas delgadas. Características morfológicas de Orquídea bailarina las hojas también indicaron una menor eficiencia en la prevención de agua y CO₂ pérdidas, mientras que los conductos de aerénquima que conectan pseudobulbos y hojas sugirieron un mecanismo compartimentado de carboxilación nocturna a través de fosfoenolpiruvato carboxilasa (PEPC) (pseudobulbos) y carboxilación diurna a través de Rubisco (hojas) en exposición a la sequía. Orquídea bailarina plantas. La disponibilidad de agua moduló la expresión de CAM de manera organocompartimentada en ambas orquídeas estudiadas. Como distintas regiones de la misma orquídea podrían realizar diferentes vías fotosintéticas y grados variables de expresión de CAM dependiendo de la disponibilidad de agua, se debe prestar más atención a esto en estudios futuros sobre la abundancia de plantas de CAM.