Kasvikunta on kehittänyt erilaisia strategioita selviytyäkseen. Jotkut ovat näkyvissä, kuten esimerkiksi kaktuspiikit, jotka eivät ole muuta kuin modifioidut lehdet, jotka ovat korvanneet kyvyn fotosynteesiin näiden kasvien kehon suojaamiseen. Mutta on muitakin, jotka eivät ole niin, kuten ns C4-kasvit.
Ne ovat kasveja, jotka yleensä elävät kuivilla tai puolikuivilla alueilla ovat kehittyneet vähentämään hiilidioksidin (CO2) menetystä fotosynteesin aikanaKoska tämä on välttämätön kaasu prosessin aikana, joka muuttaa Auringon energian kasvien ruokaksi.
C4-kasvien fotosynteesiominaisuudet
Kuva - Wikimedia / Ninghui Shi
C4-kasvien ymmärtämiseksi paremmin selitämme ensin fotosynteesin, jonka tiedämme parhaiten, lähinnä siksi, että se on koulussa tutkittu, C3. On koostuu aurinkoenergian ja hiilidioksidin imeytymisestä solujen kloroplastien läpi löytyy kasvien vihreistä tai fotosynteettisistä osista, ja vettä juurista, jotta se muuttuu ruoaksi useiden kemiallisten reaktioiden kautta.
Aluksi tämä valoenergia muuttuu kemialliseksi energiaksi, joka on molekyylit NADPH (nikotiiniadeniinidinukleotidifosfaatti) ja ATP (adenosiinitrifosfaatti, ensimmäinen, joka varastoi sen), mutta myöhemmin nämä molekyylit ne syntetisoivat hiilihydraatteja hiilidioksidin vähentyessä.
Tämän prosessin viimeinen vaihe on, kun kasvit käyttävät päivän aikana saamaansa energiaa kiinnittääkseen hiilidioksidin hiilen glukoosin muodossa. Tämä on osa Calvin-sykliä.
Mutta fotosynteesi C4-kasveissa on erilainen. Heillä on kahden tyyppisiä kloroplasteja. Jotkut ovat johtavien astioiden vieressä (voimme sanoa, että ne vastaavat eläinten suoneita), ja toiset, jotka löytyvät perifeerisen klorofylliparenkyymin soluista, jotka ovat lähempänä lehtien reunoja. Jälkimmäisiä kutsutaan myös mesofiilisiksi soluiksi, ja niitä ovat kloroplastit, jotka kiinnittävät hiilidioksidin PEPA-molekyylin (fosfoenolipyruviinihappo) ja fosfoenolipyruvaattikarboksylaasin entsyymin avulla.
Näistä molekyyleistä muodostuu oksoetikkahappo, joka koostuu 4 hiilestä (minkä vuoksi niitä kutsutaan C4-kasveiksi). Tämä muuttuu sitten omenahapoksi ja silloin, kun se siirtyy kloroplasteille, jotka sisältävät johtavien astioiden sisäiset solut plasmodesmatan läpi (nämä ovat rakenteita, joita solun ydintä ympäröivä seinä, sytoplasma) on. Niissä CO2 vapautuu, ja Calvin-sykli voi jatkua.
Ilmasto ja kasvit C4
Kuumilla ja kuivilla alueilla asuvilla kasveilla on paljon enemmän vaikeuksia kuin muilla vesihävikin välttämiseksi. Mutta elääkseen sinun on hengitettävä, ja näin on väistämätöntä menettää vettä. Siksi, kun lämpötilat ovat korkeat, lehtien stomat (huokoset) sulkeutuvat ja näin tekemällä fotosynteesin aikana syntyvä happi lisää sen pitoisuutta.
Normaaleissa tilanteissa, kun hapen ja hiilidioksidin määrä on tasapainossa, hiilen kiinnittymisestä vastaava entsyymi (RuBisCO) voi suorittaa tehtävänsä ongelmitta. Mutta kun CO2-pitoisuus on pienempi kuin hapen, tämä entsyymi katalysoi jälkimmäistä kaasua eikä CO2: ta, mitä tapahtuu C4-kasveissa.
Nämä ovat hyvin erikoisia, koska kahden tyyppisten kloroplastien lisäksi (katso yläosa) fosfoenolipyruvaattikarboksylaasientsyymi, joka on yksi niistä, jotka osallistuvat hiilen kiinnitykseen, tukee korkeita happipitoisuuksia.
Mitkä ovat C4-kasvien edut?
Näillä kasveilla on useita tärkeitä etuja:
- yleensä kasvaa nopeammin kuin C3-kasveja.
- Ne käyttävät paremmin hiiltäjoko tuottaa enemmän juuria ja / tai enemmän lehtiä.
- Menettää vähemmän vettä fotosynteesin aikana ( Tämä artikkeli, arvioidaan, että ne menettävät 277 vesimolekyyliä kutakin CO2-molekyyliä kohti, kun taas C3-kasvit menettävät 833 vesimolekyyliä kutakin kiinnitettyä CO2: ta kohti).
- Tehosta glukoosin tuotantoa, joka on fotosynteesin lopputulos.
- He voivat asua maalla, jossa on vähän vettä.
Kaikista näistä syistä ne ovat yhä mielenkiintoisempia, varsinkin kun niitä kasvatetaan kuivassa ilmastossa.
Mitä ovat C4-kasvit?
On monia kasveja, jotka suorittavat C4-fotosynteesiä. Esimerkiksi, maissi, ruoho, amarantti, sokeriruoko, durra tai ruis. Ne ovat vähemmän tiheitä kudoksia kuin ne, jotka ovat peräisin lauhkeasta ilmastosta, kuten vaahterat tai kameliat.
Siksi niiden tunteminen voi olla erittäin hyödyllistä tietää, mitä kasvaa alueilla, joilla veden saatavuus on vähäistä.