Ang kaharian ng halaman ay bumuo ng iba't ibang mga diskarte upang mabuhay. Ang ilan ay nakikita, tulad ng cactus spines halimbawa, na walang iba kundi ang binago na mga dahon na pinalitan ang kakayahang mag-photosynthesize ng pangangalaga sa katawan ng mga halaman na ito. Ngunit may iba pa na hindi ganoon, tulad ng tinatawag na C4 halaman.
Ang mga ito ay mga halaman na sa pangkalahatan ay nabubuhay sa mga tigang o semi-tigang na rehiyon, kaya nagbago upang mabawasan ang pagkawala ng carbon dioxide (CO2) habang potosintesis, dahil ito ay isang mahalagang gas sa panahon ng proseso ng pagbabago ng enerhiya ng Araw sa pagkain para sa mga halaman.
Mga katangian ng potosintesis ng mga halaman na C4
Larawan - Wikimedia / Ninghui Shi
Upang higit na maunawaan ang mga halaman ng C4, ipapaliwanag muna namin ang potosintesis na pinakamahalagang nalalaman natin, pangunahin sapagkat ito ang pinag-aaralan sa paaralan, C3. Ay binubuo ng pagsipsip ng solar energy at carbon dioxide sa pamamagitan ng mga chloroplast ng cells matatagpuan sa berde o potosintetikong bahagi ng mga halaman, at tubig mula sa mga ugat, upang baguhin ito sa pagkain sa pamamagitan ng isang serye ng mga reaksyong kemikal.
Sa una, ang ilaw na enerhiya na ito ay nagbabago sa enerhiya ng kemikal, pagiging mga molekulang NADPH (nikotin adenine dinucleotide phosphate) at ATP (adenosine triphosphate, ang unang nag-iimbak nito. Ngunit kalaunan, ang mga molekulang ito synthesize nila ang mga carbohydrates habang nabawasan ang carbon dioxide.
Ang huling yugto ng prosesong ito ay kapag ginamit ng mga halaman ang enerhiya na nakuha nila sa maghapon upang ayusin ang carbon ng carbon dioxide sa anyo ng glucose. Ito ay bahagi ng ikot ng Calvin.
Peras magkakaiba ang potosintesis sa mga halaman ng C4. Mayroon silang dalawang uri ng mga chloroplas. Ang ilan ay katabi ng mga nagsasagawa ng mga daluyan (maaari nating sabihin na ang mga ito ay katumbas ng mga ugat ng mga hayop), at iba pa na matatagpuan sa mga selula ng peripheral chlorophyll parenchyma, na kung saan ay mas malapit sa mga gilid ng mga dahon. Ang huli ay tinatawag ding mesophilic cells, at ang mga may mga chloroplast na aayusin ang carbon dioxide sa tulong ng PEPA (phosphoenolpyruvic acid) na molekula at ang enzyme na phosphoenolpyruvate carboxylase.
Mula sa mga molekulang ito, mabubuo ang oxaloacetic acid, na binubuo ng 4 na mga carbon (na kung bakit kilala sila bilang mga halaman na C4). Pagkatapos ay binago ito sa malic acid, at iyon ay kapag pumasa ito sa mga chloroplast na naglalaman ng mga panloob na selula ng mga nagsasagawa ng mga daluyan sa pamamagitan ng plasmodesmata (ito ang mga istruktura na mayroon ang dingding na pumapalibot sa cell nucleus, ang cytoplasm,). Ang CO2 ay ilalabas sa kanila, at maaaring magpatuloy ang ikot ng Calvin.
Klima at halaman C4
Ang mga halaman na nakatira sa maiinit at tuyong lugar ay mas nahihirapan kaysa sa natitira upang maiwasan ang pagkawala ng tubig. Ngunit upang mabuhay kailangan mong huminga, at sa paggawa nito hindi maiiwasang mawalan ng tubig. Samakatuwid, kapag ang temperatura ay mataas, ang stomata (pores) ng mga dahon ay malapit, at sa paggawa nito ang oxygen na nabuo sa panahon ng potosintesis ay nagdaragdag ng konsentrasyon.
Sa mga normal na sitwasyon, kapag ang dami ng oxygen at carbon dioxide ay balanseng, ang enzyme na responsable para sa pag-aayos ng carbon (RuBisCO) ay maaaring matupad ang pagpapaandar nito nang walang problema. Pero kapag ang konsentrasyon ng CO2 ay mas mababa kaysa sa oxygen, ang enzyme na ito ay nag-catalyze ng huli na gas at hindi CO2, na kung ano ang nangyayari sa mga halaman ng C4.
Napaka espesyal ng mga ito, dahil bilang karagdagan sa pagkakaroon ng dalawang uri ng mga chloroplast (tingnan sa itaas na seksyon), ang enzyme phosphoenolpyruvate carboxylase, na isa sa mga kasangkot sa pag-aayos ng carbon, ay sumusuporta sa mataas na konsentrasyon ng oxygen.
Ano ang mga kalamangan ng C4 na halaman?
Mayroong maraming mahahalagang kalamangan na mayroon ang mga halaman na ito:
- Karaniwan mas mabilis lumaki kaysa sa C3 na halaman.
- Mas mahusay nilang ginagamit ang carbon, alinman upang makabuo ng maraming mga ugat at / o higit pang mga dahon.
- Mawalan ng mas kaunting tubig sa panahon ng potosintesis (ayon sa Ang artikulong ito, tinatayang mawalan sila ng 277 na mga molekula ng tubig para sa bawat Molekyul, habang ang mga halaman ng C2 ay nawalan ng 3 na mga molekula ng tubig para sa bawat isa sa naayos nilang CO833).
- Palakasin ang paggawa ng glucose, na kung saan ay ang huling resulta ng potosintesis.
- Maaari silang manirahan sa lupa kung saan may maliit na tubig.
Para sa lahat ng mga kadahilanang ito, nagiging mas kawili-wili ang mga ito, lalo na para sa lumalaking mga tuyong klima.
Ano ang mga halaman ng C4?
Maraming halaman na nagsasagawa ng C4 photosynthesis. Halimbawa, mais, damo, amaranth, tubo, sorghum, o rye. Ang mga ito ay ang mga may mas kaunting siksik na tisyu kaysa sa mga nagmula sa mapagtimpi klima, tulad ng mga maples o camellias, halimbawa.
Samakatuwid, ang pag-alam sa kanila ay maaaring maging lubhang kapaki-pakinabang upang malaman kung ano ang tutubo sa mga lugar na mayroong maliit na kakayahang makuha ang tubig.