पादप साम्राज्य ने जीवित रहने के लिए विभिन्न रणनीतियाँ विकसित की हैं। कुछ दिखाई दे रहे हैं, उदाहरण के लिए कैक्टस रीढ़, जो संशोधित पत्तियों से ज्यादा कुछ नहीं हैं जिन्होंने इन पौधों के शरीर की रक्षा करने के साथ प्रकाश संश्लेषण की क्षमता को बदल दिया है। लेकिन कुछ ऐसे भी हैं जो ऐसा नहीं हैं, जैसे कि तथाकथित C4 पौधे.
वे पौधे हैं जो आम तौर पर शुष्क या अर्ध-शुष्क क्षेत्रों में रहते हैं, इसलिए प्रकाश संश्लेषण के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के नुकसान को कम करने के लिए विकसित हुए हैंचूंकि यह सूर्य की ऊर्जा को पौधों के भोजन में बदलने की प्रक्रिया के दौरान एक आवश्यक गैस है।
C4 पौधों की प्रकाश संश्लेषण विशेषताएँ
छवि - विकिमीडिया / निंगहुई शि
C4 पौधों को बेहतर ढंग से समझने के लिए, हम पहले प्रकाश संश्लेषण की व्याख्या करने जा रहे हैं जिसे हम सबसे अच्छी तरह से जानते हैं, मुख्यतः क्योंकि यह स्कूल में पढ़ा हुआ C3 है। है इसमें कोशिकाओं के क्लोरोप्लास्ट के माध्यम से सौर ऊर्जा और कार्बन डाइऑक्साइड का अवशोषण होता है पौधों के हरे या प्रकाश संश्लेषक भागों में पाया जाता है, और जड़ों से पानी, इसे रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से भोजन में बदलने के लिए।
सबसे पहले, यह प्रकाश ऊर्जा रासायनिक ऊर्जा में बदल जाती है, अणु एनएडीपीएच (निकोटीन एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट) और एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट, इसे स्टोर करने वाले पहले। लेकिन बाद में, ये अणु) वे कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण करते हैं क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड कम हो जाता है।
इस प्रक्रिया का अंतिम चरण तब होता है जब पौधे दिन के दौरान प्राप्त ऊर्जा का उपयोग ग्लूकोज के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड के कार्बन को ठीक करने के लिए करते हैं। यह केल्विन चक्र का हिस्सा है।
लेकिन C4 पौधों में प्रकाश संश्लेषण अलग होता है। उनके पास दो प्रकार के क्लोरोप्लास्ट होते हैं. कुछ संवाहक वाहिकाओं के बगल में हैं (हम कह सकते हैं कि वे जानवरों की नसों के बराबर हैं), और अन्य जो परिधीय क्लोरोफिल पैरेन्काइमा की कोशिकाओं में पाए जाते हैं, जो कि वे हैं जो पत्तियों के हाशिये के करीब हैं। उत्तरार्द्ध को मेसोफिलिक कोशिकाएं भी कहा जाता है, और वे हैं जिनमें क्लोरोप्लास्ट होते हैं जो PEPA (फॉस्फोइनोलपाइरुविक एसिड) अणु और एंजाइम फॉस्फोएनोलपाइरुवेट कार्बोक्सिलेज की मदद से कार्बन डाइऑक्साइड को ठीक करेंगे।
इन अणुओं से, ऑक्सालोएसेटिक एसिड उत्पन्न होगा, जो 4 कार्बन से बना होता है (इसीलिए इन्हें C4 पौधे कहा जाता है)। इसके बाद इसे मैलिक एसिड में बदल दिया जाता है, और वह तब होता है जब यह क्लोरोप्लास्ट में जाता है जिसमें प्लास्मोडेस्माटा के माध्यम से संवाहक वाहिकाओं की आंतरिक कोशिकाएं होती हैं (ये ऐसी संरचनाएं हैं जो कोशिका नाभिक, साइटोप्लाज्म के चारों ओर की दीवार हैं)। उनमें, CO2 जारी की जाएगी, और केल्विन चक्र जारी रह सकता है।
जलवायु और पौधे C4
गर्म और शुष्क क्षेत्रों में रहने वाले पौधों को पानी के नुकसान से बचने के लिए बाकी की तुलना में बहुत अधिक कठिनाई होती है। लेकिन जीने के लिए आपको सांस लेनी पड़ती है, और ऐसा करने में पानी खोना अनिवार्य है। इसलिए, जब तापमान अधिक होता है, तो पत्तियों के रंध्र (छिद्र) बंद हो जाते हैं, और ऐसा करने से प्रकाश संश्लेषण के दौरान उत्पन्न ऑक्सीजन इसकी एकाग्रता को बढ़ा देती है।
सामान्य परिस्थितियों में, जब ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा संतुलित होती है, तो कार्बन को ठीक करने के लिए जिम्मेदार एंजाइम (RuBisCO) बिना किसी समस्या के अपना कार्य पूरा कर सकता है। परंतु जब CO2 की सांद्रता ऑक्सीजन की तुलना में कम होती है, तो यह एंजाइम बाद वाली गैस को उत्प्रेरित करता है न कि CO2, जो कि C4 पौधों में होता है।
ये बहुत खास हैं, क्योंकि दो प्रकार के क्लोरोप्लास्ट (ऊपरी भाग देखें) होने के अलावा, एंजाइम फॉस्फोएनोलपाइरूवेट कार्बोक्सिलेज, जो कार्बन निर्धारण में शामिल लोगों में से एक है, ऑक्सीजन की उच्च सांद्रता का समर्थन करता है।
C4 पौधों के क्या फायदे हैं?
इन पौधों के कई महत्वपूर्ण फायदे हैं:
- आमतौर पर, तेजी से बढ़ो C3 पौधों की तुलना में।
- वे कार्बन का बेहतर उपयोग करते हैं, या तो अधिक जड़ें और / या अधिक पत्ते पैदा करने के लिए।
- कम पानी खोना प्रकाश संश्लेषण के दौरान (के अनुसार यह लेख, यह अनुमान है कि वे प्रत्येक CO277 अणु के लिए 2 पानी के अणु खो देते हैं, जबकि C3 पौधे अपने द्वारा ठीक किए गए CO833 में से प्रत्येक के लिए 2 पानी के अणु खो देते हैं)।
- ग्लूकोज उत्पादन को बढ़ावा दें, जो प्रकाश संश्लेषण का अंतिम परिणाम है।
- वे उस भूमि पर रह सकते हैं जहाँ पानी कम है।
इन सभी कारणों से, वे अधिक से अधिक दिलचस्प होते जा रहे हैं, खासकर शुष्क जलवायु में बढ़ने के लिए।
C4 पौधे क्या हैं?
ऐसे कई पौधे हैं जो C4 प्रकाश संश्लेषण करते हैं। उदाहरण के लिए, मक्का, घास, ऐमारैंथ, गन्ना, ज्वार, या राई. वे वे हैं जिनमें समशीतोष्ण जलवायु से उत्पन्न होने वाले ऊतकों की तुलना में कम घने ऊतक होते हैं, जैसे कि मेपल या कैमेलिया।
इसलिए, उन्हें जानना बहुत उपयोगी हो सकता है कि उन क्षेत्रों में क्या उगाना है जहां पानी की उपलब्धता कम है।