Биљно царство развило је различите стратегије преживљавања. Неке су видљиве, на пример бодље кактуса, које нису ништа друго до модификовани листови који су способност фотосинтезе заменили способношћу заштите тела ових биљака. Али постоје и други који нису тако, попут тзв Ц4 биљке.
То су биљке које углавном живе у сушним или полусушним регионима су еволуирали како би смањили губитак угљен-диоксида (ЦО2) током фотосинтезе, пошто је ово суштински гас током процеса претварања сунчеве енергије у храну за биљке.
Карактеристике фотосинтезе биљака Ц4
Слика - Викимедиа / Нингхуи Схи
Да бисмо боље разумели биљке Ц4, прво ћемо објаснити фотосинтезу коју најбоље познајемо, углавном зато што је она проучавана из школе, Ц3. Је састоји се од апсорпције сунчеве енергије и угљен-диоксида кроз хлоропласте ћелија налазе се у зеленим или фотосинтетичким деловима биљака, и воду из корена, да би је низ хемијских реакција претворио у храну.
У почетку се ова светлосна енергија мења у хемијску, молекули НАДПХ (никотин аденин динуклеотид фосфат) и АТП (аденозин трифосфат, први који је складиште. Али касније, ови молекули синтетишу угљене хидрате како се смањује угљен-диоксид.
Последња фаза овог процеса је када биљке енергију коју су сакупиле током дана користе за поправљање угљеника из угљен-диоксида у облику глукозе. Ово је део Цалвиновог циклуса.
Крушка фотосинтеза у биљкама Ц4 је различита. Имају две врсте хлоропласта. Неки се налазе поред проводних посуда (могли бисмо рећи да су еквивалент жилама животиња), а други који се налазе у ћелијама периферног хлорофилног паренхима, а то су оне које су ближе маргинама листова. Потоње се називају и мезофилне ћелије, и то оне које имају хлоропласте који ће фиксирати угљен-диоксид уз помоћ молекула ПЕПА (фосфоенолпирувична киселина) и ензима фосфоенолпируват-карбоксилазе.
Од ових молекула, створиће се оксалосирћетна киселина која се састоји од 4 угљеника (због чега су познате као биљке Ц4). То се затим трансформише у јабучну киселину и тада прелази у хлоропласте који садрже унутрашње ћелије проводних судова кроз плазмодесмате (то су структуре које има зид који окружује ћелијско језгро, цитоплазму). У њима ће се ослободити ЦО2 и калвинов циклус се може наставити.
Клима и биљке Ц4
Биљке које живе у врућим и сувим областима имају много више потешкоћа од осталих да би избегле губитак воде. Али да бисте живели морате дисати, а притом је неизбежно губити воду. Стога, када су температуре високе, стомати (поре) лишћа се затварају, а тиме кисеоник створен током фотосинтезе повећава његову концентрацију.
У нормалним ситуацијама, када је количина кисеоника и угљен-диоксида уравнотежена, ензим који је одговоран за везивање угљеника (РуБисЦО) може без проблема испунити своју функцију. Али када је концентрација ЦО2 нижа од концентрације кисеоника, овај ензим катализује потоњи гас, а не ЦО2, што се дешава у биљкама Ц4.
То су врло посебне ствари, јер осим што има две врсте хлоропласта (види горњи одељак), ензим фосфоенолпируват карбоксилаза, који је један од оних који учествују у фиксацији угљеника, подржава и високе концентрације кисеоника.
Које су предности биљака Ц4?
Постоји неколико важних предности које ове биљке имају:
- Обично, брже расти него биљке Ц3.
- Боље користе угљеник, било да би се произвело више корена и / или више лишћа.
- Губите мање воде током фотосинтезе (према Овај чланак, процењује се да губе 277 молекула воде за сваки молекул ЦО2, док биљке Ц3 губе 833 молекула воде за сваки ЦО2 који фиксирају).
- Појачати производњу глукозе, што је крајњи резултат фотосинтезе.
- Могу да живе на копну где има мало воде.
Из свих ових разлога постају све занимљивији, посебно за узгој у сувој клими.
Шта су биљке Ц4?
Постоје многе биљке које врше фотосинтезу Ц4. На пример, кукуруз, трава, амарант, шећерна трска, сирак или раж. То су она која имају мање густо ткиво од оних која потичу из умерене климе, попут јавора или камелије.
Стога њихово познавање може бити врло корисно знати шта узгајати у областима у којима је мало воде доступно.