Рослинне царство розробило різні стратегії виживання. Деякі видимі, наприклад, колючки кактусів, наприклад, це не що інше, як модифіковане листя, яке замінило здатність до фотосинтезу здатністю захищати тіло цих рослин. Але є й інші, які не є такими, як т. Зв Рослини С4.
Це рослини, які зазвичай мешкають у посушливих або напівсухих регіонах еволюціонували, щоб зменшити втрати вуглекислого газу (СО2) під час фотосинтезу, оскільки це важливий газ під час процесу перетворення енергії Сонця в їжу для рослин.
Характеристики фотосинтезу рослин С4
Зображення - Wikimedia / Ninghui Shi
Щоб краще зрозуміти рослини С4, ми спершу пояснимо фотосинтез, який ми знаємо найкраще, головним чином тому, що це той, який вивчали в школі, С3. Є складається з поглинання сонячної енергії та вуглекислого газу через хлоропласти клітин виявлені в зелених або фотосинтетичних частинах рослин, і вода з коренів, щоб перетворити її в їжу за допомогою ряду хімічних реакцій.
Спочатку ця енергія світла змінюється на хімічну, будучи молекулами НАДФН (нікотин-аденин-динуклеотид-фосфат) та АТФ (аденозинтрифосфат, який зберігає її першими. Але згодом ці молекули вони синтезують вуглеводи, оскільки вуглекислий газ відновлюється.
Останній етап цього процесу - коли рослини використовують отриману за день енергію для фіксації вуглецю з вуглекислого газу у вигляді глюкози. Це частина циклу Кальвіна.
перо фотосинтез у рослин С4 різний. Вони мають два типи хлоропластів. Деякі знаходяться поруч із провідними судинами (можна сказати, що вони еквівалентні жилам тварин), а інші, що знаходяться в клітинах периферичної паренхіми хлорофілу, це ті, які розташовані ближче до країв листя. Останні також називаються мезофільними клітинами, і це ті, які мають хлоропласти, які фіксують вуглекислий газ за допомогою молекули PEPA (фосфоенолпіровиноградної кислоти) та ферменту фосфоенолпіруват-карбоксилази.
З цих молекул, буде утворюватися оксалооцтова кислота, яка складається з 4 вуглеводнів (саме тому вони відомі як рослини С4). Потім вона перетворюється в яблучну кислоту, і саме тоді вона переходить до хлоропластів, що містять внутрішні клітини провідних судин через плазмодесмати (це структури, які має стінка, яка оточує ядро клітини, цитоплазму). У них виділяється СО2, і цикл Кальвіна може продовжуватися.
Клімат і рослини C4
Рослини, які живуть у жарких і сухих районах, мають набагато більше труднощів, ніж інші, щоб уникнути втрати води. Але щоб жити, ти повинен дихати, і при цьому неминуче втрачаєш воду. Тому при високих температурах продихи (пори) листя закриваються, і цим кисень, що утворюється під час фотосинтезу, збільшує його концентрацію.
У звичайних ситуаціях, коли кількість кисню та вуглекислого газу збалансована, фермент, який відповідає за фіксацію вуглецю (RuBisCO), може без проблем виконувати свою функцію. Але коли концентрація CO2 нижча, ніж концентрація кисню, цей фермент каталізує газ, а не CO2, що відбувається в рослинах С4.
Вони є дуже особливими, оскільки крім того, що має два типи хлоропластів (див. Верхній розділ), фермент фосфоенолпіруваткарбоксилаза, який є одним із тих, що беруть участь у фіксації вуглецю, підтримує високі концентрації кисню.
Які переваги рослин С4?
У цих рослин є кілька важливих переваг:
- Зазвичай швидше зростати ніж рослини С3.
- Вони краще використовують вуглець, або для отримання більше коренів та / або більше листя.
- Втрачайте менше води під час фотосинтезу (за ця стаття, підраховано, що вони втрачають 277 молекул води для кожної молекули СО2, тоді як рослини С3 втрачають 833 молекули води за кожну СО2, яку вони фіксують).
- Збільшити вироблення глюкози, що є кінцевим результатом фотосинтезу.
- Вони можуть жити на суші, де води мало.
З усіх цих причин вони стають дедалі цікавішими, особливо для вирощування в умовах сухого клімату.
Що таке рослини С4?
Є багато рослин, які здійснюють фотосинтез С4. Наприклад, кукурудза, трава, амарант, цукровий очерет, сорго або жито. Це ті, у яких тканини менш щільні, ніж ті, що походять із помірного клімату, наприклад, кленів або камелій.
Тому їх знання може бути дуже корисним, щоб знати, що вирощувати в районах, де мало води.