Βασικές διαφορές μεταξύ της φωτοσύνθεσης C3, C4 και CAM

Οι περισσότεροι άνθρωποι γνωρίζουν ότι τα φυτά χρησιμοποιούν φωτοσύνθεση για να δημιουργήσουν ενέργεια χρησιμοποιώντας το ηλιακό φως. Ωστόσο, η διαδικασία της φωτοσύνθεσης ποικίλλει μεταξύ των φυτών, ανάλογα με τις συνθήκες διαβίωσής τους. Τρεις σημαντικοί τύποι φωτοσύνθεσης είναι η φωτοσύνθεση C3, C4 και CAM.

TL;DR (Πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα; Δεν έχω διαβάσει)

Η βασική διαφορά μεταξύ της φωτοσύνθεσης C3, C4 και CAM είναι ο τρόπος με τον οποίο τα φυτά εξάγουν διοξείδιο του άνθρακα από το φως του ήλιου, το οποίο εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον βιότοπο του φυτού. Η φωτοσύνθεση C3 παράγει μια ένωση τριών ανθράκων μέσω του κύκλου Calvin, ενώ η φωτοσύνθεση C4 δημιουργεί μια ενδιάμεση ένωση τεσσάρων άνθρακα που διασπάται σε μια ένωση τριών άνθρακα για τον κύκλο Calvin. Τα φυτά που χρησιμοποιούν φωτοσύνθεση CAM συγκεντρώνουν το ηλιακό φως κατά τη διάρκεια της ημέρας και στερεώνουν μόρια διοξειδίου του άνθρακα τη νύχτα.

Φωτοσύνθεση

Στη φωτοσύνθεση, τα φυτά και άλλες οργανικές ενώσεις χρησιμοποιούν την ενέργεια από το ηλιακό φως για να εξάγουν θρεπτικά συστατικά από τον αέρα και το νερό. Οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί διαθέτουν μια πράσινη ένωση γνωστή ως χλωροφύλλη που περιέχει τα ένζυμα ATP και NADPH. Με την ενέργεια που απορροφάται από το ηλιακό φως, οι φωτοσυνθετικές ενώσεις μετατρέπουν αυτά τα ένζυμα σε ADP και NADP+. Το φυτό αξιοποιεί την ενέργεια από τα μετατρεπόμενα ένζυμα για να εξάγει διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα και το νερό και να παράγει μόρια σακχάρου όπως η γλυκόζη. Μέσω της φωτοσύνθεσης, τα φυτά εκκρίνουν μόρια αποβλήτων, συμπεριλαμβανομένου του οξυγόνου, το οποίο κάνει τον αέρα να αναπνέει για τα ζώα.

Φωτοσύνθεση C3

Οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί που υποβάλλονται σε φωτοσύνθεση C3 ξεκινούν τη διαδικασία μετατροπής ενέργειας, γνωστή ως κύκλος Calvin, παράγοντας μια ένωση τριών άνθρακα που ονομάζεται 3-φωσφογλυκερικό οξύ. Αυτός είναι ο λόγος για τον τίτλο "C3." Η φωτοσύνθεση C3 είναι μια διαδικασία ενός σταδίου που λαμβάνει χώρα στο εσωτερικό των οργανιδίων του χλωροπλάστη, τα οποία λειτουργούν ως κέντρα αποθήκευσης για την ηλιακή ενέργεια. Το φυτό χρησιμοποιεί αυτή την ενέργεια για να συνδυάσει το ATP και το NADPH σε διατεταγμένα μόρια σακχάρου. Περίπου το 85 τοις εκατό των φυτών στη γη χρησιμοποιούν φωτοσύνθεση C3.

Φωτοσύνθεση C4

Η φωτοσύνθεση C4 είναι μια διαδικασία δύο σταδίων που παράγει μια ενδιάμεση ένωση τεσσάρων άνθρακα. Η φωτοσυνθετική διαδικασία λαμβάνει χώρα στον χλωροπλάστες ενός κυττάρου μεσόφυλλου με λεπτά τοιχώματα. Μόλις δημιουργηθεί, το φυτό αντλεί την ενδιάμεση ένωση σε μια κυψέλη δέσμης με παχύ τοίχωμα, όπου διασπά την ένωση σε διοξείδιο του άνθρακα και σε ένωση τριών άνθρακα. Το διοξείδιο του άνθρακα στη συνέχεια υφίσταται τον κύκλο Calvin, όπως στη φωτοσύνθεση C3. Το πλεονέκτημα της φωτοσύνθεσης C4 είναι ότι παράγει υψηλότερη συγκέντρωση άνθρακα, καθιστώντας τους οργανισμούς C4 πιο ικανούς στην επιβίωση σε ενδιαιτήματα με χαμηλό φως και νερό.

Φωτοσύνθεση CAM

Το CAM είναι μια συντομογραφία του μεταβολισμού του κρασσουλαϊκού οξέος. Σε αυτόν τον τύπο φωτοσύνθεσης, οι οργανισμοί απορροφούν την ενέργεια του ηλιακού φωτός κατά τη διάρκεια της ημέρας και στη συνέχεια χρησιμοποιούν την ενέργεια για να σταθεροποιήσουν τα μόρια του διοξειδίου του άνθρακα κατά τη διάρκεια της νύχτας. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα στομάχια του οργανισμού κλείνουν για να αντισταθούν στην αφυδάτωση ενώ το διοξείδιο του άνθρακα από την προηγούμενη νύχτα υφίσταται τον κύκλο Calvin. Η φωτοσύνθεση CAM επιτρέπει στα φυτά να επιβιώσουν σε ξηρά κλίματα και επομένως είναι ο τύπος φωτοσύνθεσης που χρησιμοποιείται από τους κάκτους και άλλα φυτά της ερήμου. Ωστόσο, φυτά εκτός της ερήμου, όπως οι ανανάδες και τα επίφυτα φυτά, όπως οι ορχιδέες, χρησιμοποιούν επίσης φωτοσύνθεση CAM.