Bitki krallığı hayatta kalmak için farklı stratejiler geliştirdi. Bazıları görülebilir, örneğin kaktüs dikenleri, fotosentez yeteneğini bu bitkilerin gövdesini koruma yeteneğiyle değiştiren değiştirilmiş yapraklardan başka bir şey değildir. Ama öyle olmayanlar da var, sözde C4 bitkileri.
Genellikle kurak veya yarı kurak bölgelerde yaşayan bitkilerdir, dolayısıyla fotosentez sırasında karbondioksit (CO2) kaybını azaltmak için evrimleşmişlerdir., çünkü bu, Güneş'in enerjisini bitkiler için gıdaya dönüştürme sürecinde önemli bir gazdır.
C4 bitkilerinin fotosentez özellikleri
Resim - Wikimedia / Ninghui Shi
C4 bitkilerini daha iyi anlamak için öncelikle en iyi bildiğimiz fotosentezi açıklayacağız, çünkü esas olarak okulda öğrenilen C3'tür. Dır-dir Hücrelerin kloroplastlarından güneş enerjisi ve karbondioksitin emilmesinden oluşur bitkilerin yeşil veya fotosentetik kısımlarında bulunan, ve köklerden gelen suyu, bir dizi kimyasal reaksiyonla yiyeceğe dönüştürmek için.
İlk başta, bu ışık enerjisi kimyasal enerjiye dönüşür, NADPH (nikotin adenin dinükleotid fosfat) ve ATP (adenosin trifosfat, onu ilk depolayan) molekülleri olur. karbondioksit azalırken karbonhidrat sentezlerler.
Bu sürecin son aşaması, bitkilerin gün içinde elde ettikleri enerjiyi karbondioksitin karbonunu glikoz formunda sabitlemek için kullanmalarıdır. Bu, Calvin döngüsünün bir parçasıdır.
Fakat C4 bitkilerinde fotosentez farklıdır. İki tip kloroplastları vardır. Bazıları iletken damarların yanındadır (hayvanların damarlarına eşdeğer olduklarını söyleyebiliriz) ve diğerleri, yaprakların kenarlarına daha yakın olan periferik klorofil parankiminin hücrelerinde bulunur. İkincisi ayrıca mezofilik hücreler olarak da adlandırılır ve PEPA (fosfoenolpiruvik asit) molekülü ve enzim fosfoenolpiruvat karboksilaz yardımıyla karbondioksiti sabitleyecek kloroplastlara sahip olanlardır.
Bu moleküllerden, 4 karbondan oluşan oksaloasetik asit üretilecektir. (bu yüzden C4 bitkileri olarak bilinirler). Bu daha sonra malik aside dönüştürülür ve bu, plazmodesmata yoluyla iletken damarların iç hücrelerini içeren kloroplastlara geçtiği zamandır (bunlar hücre çekirdeğini çevreleyen duvarın, sitoplazmanın sahip olduğu yapılardır). İçlerinde CO2 salınacak ve Calvin döngüsü devam edebilir.
İklim ve bitkiler C4
Sıcak ve kuru bölgelerde yaşayan bitkiler su kaybını önlemek için diğerlerine göre çok daha fazla zorluk çekerler. Ama yaşamak için nefes almak zorundasın ve bunu yaparken de su kaybetmen kaçınılmaz. Bu nedenle, sıcaklıklar yüksek olduğunda yaprakların stomaları (gözenekleri) kapanır ve böylece fotosentez sırasında üretilen oksijen konsantrasyonunu arttırır.
Normal durumlarda oksijen ve karbondioksit miktarı dengelendiğinde karbonu sabitlemekle görevli enzim (RuBisCO) görevini sorunsuz bir şekilde yerine getirebilir. Fakat CO2 konsantrasyonu oksijenden daha düşük olduğunda, bu enzim CO2'yi değil ikinci gazı katalize eder., C4 tesislerinde olan budur.
Bunlar çok özeldir, çünkü iki tip kloroplasta (üst bölüme bakınız) ek olarak, karbon fiksasyonunda görev alan enzim fosfoenolpiruvat karboksilaz enzimi yüksek oksijen konsantrasyonlarını destekler.
C4 tesislerinin avantajları nelerdir?
Bu bitkilerin sahip olduğu birkaç önemli avantaj vardır:
- Genellikle, daha hızlı büyü C3 bitkilerinden daha fazla.
- Karbonu daha iyi kullanıyorlar, ya daha fazla kök ve/veya daha fazla yaprak üretmek için.
- Daha az su kaybet fotosentez sırasında (göre Bu makaleninC277 bitkileri sabitledikleri her bir CO2 için 3 su molekülü kaybederken, her CO833 molekülü için 2 su molekülü kaybettikleri tahmin edilmektedir).
- Glikoz üretimini artırın, fotosentezin nihai sonucudur.
- Suyun az olduğu karada yaşayabilirler.
Tüm bu nedenlerden dolayı, özellikle kuru iklimlerde büyümek için giderek daha ilginç hale geliyorlar.
C4 bitkileri nelerdir?
C4 fotosentezini gerçekleştiren birçok bitki vardır. Örneğin, mısır, çimen, amaranth, şeker kamışı, sorgum veya çavdar. Örneğin akçaağaç veya kamelya gibi ılıman iklimlerden kaynaklananlardan daha az yoğun dokulara sahip olanlardır.
Bu nedenle, onları bilmek, su mevcudiyetinin az olduğu bölgelerde ne yetiştirileceğini bilmek için çok yararlı olabilir.