Razlika med rastlinami C4 in CAM

The ključ Razlika med rastlinami C4 in CAM je to v C4 rastlinah fiksacija ogljika poteka tako v celicah mezofila kot snopa medtem ko pri rastlinah CAM poteka fiksacija ogljika le v celicah mezofila.

Večina rastlin sledi ciklu Calvin, ki je pot fotosinteze C3. Te rastline rastejo v regijah, kjer je ustrezna razpoložljivost vode. Poleg tega več kot 90% rastlin izvaja C3 sintezo ogljikovih hidratov. Vendar pa obstajata tudi dve drugi kategoriji rastlin. So C4 rastline in CAM rastline. Toda C4 rastline in CAM rastline so prisotne v suhih regijah z omejeno količino vode. Uporabljajo posebne poti fiksiranja ogljika, da določijo ogljik in tudi ohranijo vsebnost vode v telesu rastlin.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj so C4 rastline
3. Kaj so CAM rastline
4. Podobnosti rastlin C4 in CAM
5. Primerjava zraven - rastline C4 proti CAM v tabeli
6. Povzetek

Kaj so rastline C4?

C4 rastline so vrsta rastlin, ki proizvajajo 4-ogljikovo spojino; oksaloacetat kot prvi stabilen produkt procesa fiksacije ogljika. C4 rastline so mezofitične. Zato C4 rastline uporabljajo pot fotosinteze C4. To je alternativna pot za zmanjšanje odpiranja želodcev v dnevnem času in povečanje učinkovitosti Rubisca, ki je encim, ki je bil prvotno vključen med fiksacijo ogljika. V skladu s tem poteka tako v celicah mezofila kot v celicah snopa. Ta specializirana struktura, kjer poteka fotosinteza C4, je Kranzova anatomija.

Slika 01: C4 rastline

Prav tako med fotosintezo C4 rastline C4 med začetnim korakom fiksacije ogljika uporabljajo fosfoenolpiruvat (PEP) (nadomestni encim, prisoten v mezofilnih celicah). PEP ima večjo afiniteto do ogljikovega dioksida kot rubisco. Torej ogljikov dioksid PEP fiksira v oksaloacetat (C4), nato v malat (C4) in ga transportira v snopne celice. Tukaj se malat dekarboksilira v piruvat in ogljikov dioksid. Ta ogljikov dioksid nato fiksira Rubisco, prisoten v celicah snopov. Na poti C4 se ogljikov dioksid fiksira na dveh območjih lista.

Kaj so CAM rastline?

CAM rastline so vrsta rastlin, ki uporabljajo fotosintezo CAM. CAM je metabolizem Crassulacean kisline. Gre za posebno pot fiksacije ogljika, ki je prisotna v rastlinah, ki rastejo v sušnih pogojih. Prav tako so ta mehanizem prvič našli v rastlinski družini Crassulaceae. Poleg tega se ta mehanizem pojavlja v dnevnem času, ko so želodci, prisotni v listih, zaprti.

Slika 02: CAM rastline

Zato fotosinteza CAM preprečuje izgubo vode rastline zaradi izhlapevanja in transpiracije. Toda ponoči se želodčki odprejo in nabirajo ogljikov dioksid. Potem se ta absorbirani ogljikov dioksid shrani kot malat; štiri ogljikova spojina v vakuolih. Malat je pridobljen iz oksaloacetata, ki je prva stabilna spojina, ki jo rastline CAM proizvajajo ponoči. Nato se transportira v kloroplaste in čez dan pretvori nazaj v ogljikov dioksid, da se olajša fotosinteza. Tu je prvi sintetizirani stabilni izdelek 3-fosfoglicerna kislina. Celoten postopek poteka le v celicah mezofila.

Kakšne so podobnosti med C4 in CAM rastlinami?

• C4 rastline in CAM rastline so prisotne v okoljih z nizko razpoložljivostjo vode.
• Tudi mezofilne celice so vključene v C4 in CAM ogljikove fiksacijske poti.

Kakšna je razlika med rastlinami C4 in CAM?

Rastline C4 in CAM sta dve vrsti rastlin, ki izvajata dve različni fotosintetski poti, ki se razlikujeta od fotosinteze C3. C4 rastline izvajajo fotosintezo C4, medtem ko CAM rastline izvajajo fotosintezo CAM. Zato je to ključna razlika med C4 in CAM rastlinami. C4 rastline so v glavnem mezofitične, medtem ko so rastline CAM kserofitične. Zato je še ena razlika med C4 in CAM rastlinami.

Poleg tega je prvi ogljikov proizvod rastlin C4 oksaloacetat, prvi ogljikovi produkti rastlin CAM pa oksaloacetati ponoči in PGA podnevi. Zato lahko to obravnavamo tudi kot razliko med rastlinami C4 in CAM. CAM rastline lahko shranjujejo CO₂ ponoči, za razliko od rastlin C4. Poleg tega lahko CAM rastline hranijo tudi vodo, za razliko od C4 rastlin.

Poleg tega rastline C4 kažejo anatomijo Kranz, medtem ko CAM rastline ne prikazujejo anatomije Kranza. Tudi pri rastlinah C4 se fiksacija ogljika pojavlja tako v celicah mezofila kot v celicah snopa, medtem ko se pri rastlinah CAM pojavlja fiksacija ogljika samo v mezofilnih celicah. Torej, to je še ena razlika med C4 in CAM rastlinami.

Spodaj je infografika o razliki med rastlinami C4 in CAM.

Povzetek - C4 proti CAM rastlinam

C4 in CAM rastline so prisotne v sušnih okoljih. Zato uporabljajo posebne poti za določanje ogljika, da določijo ogljik in tudi za ohranjanje vsebnosti vode v telesu rastline. CAM rastline so vrsta rastlin, ki uporabljajo fotosintezo CAM. C4 rastline so vrsta rastlin, ki proizvajajo 4-ogljikovo spojino; oksaloacetat kot prvi stabilen produkt procesa fiksacije ogljika. Ključna razlika med rastlinami C4 in CAM je, da pri rastlinah C4 fiksacija ogljika poteka tako v mezofilih (po PEP), kot v celicah v snopu (v rubiscu), medtem ko pri CAM rastlinah fiksacija ogljika poteka le v mezofilnih celicah.

Referenca:

1. "Rastline C3, C4 in CAM." Khan Academy, Khan Academy. Na voljo tukaj 
2. "Rastline C4: definicija, vrste in primeri." Study.com, Study.com. Na voljo tukaj  

Vljudnost slik:

1. "Prerez agave, rastline CAM" avtor Ninghui Shi - Lastno delo (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia
2. "Prerez koruze, rastlina C4" avtor Ninghui Shi - Lastno delo (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia