O reino vegetal desenvolveu diferentes estratégias para sobreviver. Algumas são visíveis, como espinhos de cactos por exemplo, que nada mais são do que folhas modificadas que substituíram a capacidade de fotossíntese pela de proteger o corpo dessas plantas. Mas há outros que não são assim, como os chamados Plantas C4.
São plantas que geralmente vivem em regiões áridas ou semi-áridas, portanto evoluíram para reduzir a perda de dióxido de carbono (CO2) durante a fotossíntese, já que este é um gás essencial durante o processo de transformação da energia do Sol em alimento para as plantas.
Características da fotossíntese de plantas C4
Imagem - Wikimedia / Ninghui Shi
Para entender melhor as plantas C4, vamos primeiro explicar a fotossíntese que conhecemos melhor, principalmente por ser a que estudamos na escola, C3. Está consiste na absorção de energia solar e dióxido de carbono através dos cloroplastos das células encontrados nas partes verdes ou fotossintéticas das plantas, e água da raiz, para transformá-la em alimento por meio de uma série de reações químicas.
A princípio, essa energia luminosa se transforma em energia química, sendo as moléculas NADPH (nicotina adenina dinucleotídeo fosfato) e ATP (trifosfato de adenosina, as primeiras a armazená-la. Mas, posteriormente, essas moléculas eles sintetizam carboidratos à medida que o dióxido de carbono é reduzido.
A última etapa desse processo é quando as plantas usam a energia que obtiveram durante o dia para fixar o carbono do dióxido de carbono na forma de glicose. Isso faz parte do ciclo de Calvin.
Mas a fotossíntese em plantas C4 é diferente. Eles têm dois tipos de cloroplastos. Algumas estão próximas aos vasos condutores (poderíamos dizer que são equivalentes às veias dos animais), e outras que se encontram nas células do parênquima clorofílico periférico, que são aquelas que estão mais próximas das margens das folhas. Estas últimas também são chamadas de células mesófilas e são aquelas que possuem cloroplastos que fixarão o dióxido de carbono com a ajuda da molécula PEPA (ácido fosfoenolpirúvico) e da enzima fosfoenolpiruvato carboxilase.
A partir dessas moléculas, será gerado ácido oxaloacético, que é composto por 4 carbonos (razão pela qual são conhecidas como plantas C4). Este é então transformado em ácido málico, e aí passa para os cloroplastos que contêm as células internas dos vasos condutores através dos plasmodos (são estruturas que possui a parede que circunda o núcleo da célula, o citoplasma). Neles, o CO2 será liberado e o ciclo de Calvin pode continuar.
Clima e plantas C4
As plantas que vivem em áreas quentes e secas têm muito mais dificuldade do que as demais para evitar a perda de água. Mas, para viver, é preciso respirar e, ao fazê-lo, é inevitável perder água. Portanto, quando as temperaturas são altas, os estômatos (poros) das folhas se fecham e, com isso, o oxigênio gerado durante a fotossíntese aumenta sua concentração.
Em situações normais, quando a quantidade de oxigênio e dióxido de carbono está equilibrada, a enzima responsável por fixar o carbono (RuBisCO) pode cumprir sua função sem problemas. Mas quando a concentração de CO2 é menor que a do oxigênio, esta enzima catalisa o último gás e não o CO2, que é o que acontece nas plantas C4.
Eles são muito especiais, porque além de ter dois tipos de cloroplastos (ver seção superior), a enzima fosfoenolpiruvato carboxilase, que é uma das envolvidas na fixação de carbono, suporta altas concentrações de oxigênio.
Quais são as vantagens das plantas C4?
Existem várias vantagens importantes que essas plantas têm:
- Geralmente, crescer mais rápido do que as plantas C3.
- Eles fazem melhor uso do carbono, seja para produzir mais raízes e / ou mais folhas.
- Perder menos água durante a fotossíntese (de acordo com este artigo, estima-se que percam 277 moléculas de água para cada molécula de CO2, enquanto as plantas C3 perdem 833 moléculas de água para cada uma de CO2 que fixam).
- Aumentar a produção de glicose, que é o resultado final da fotossíntese.
- Eles podem viver em terras onde há pouca água.
Por todas essas razões, eles estão se tornando cada vez mais interessantes, especialmente para o cultivo em climas secos.
O que são plantas C4?
Existem muitas plantas que realizam a fotossíntese C4. Por exemplo, milho, grama, amaranto, cana-de-açúcar, sorgo ou centeio. São aqueles que possuem tecidos menos densos do que os originários de climas temperados, como bordos ou camélias.
Portanto, conhecê-los pode ser muito útil para saber o que cultivar em áreas onde há pouca disponibilidade de água.