Ключовата разлика между растенията C4 и CAM е, че при растенията C4 въглеродната фиксация се извършва както в клетките на мезофила, така и в клетките на снопа, докато в растенията CAM въглеродната фиксация се извършва само в клетките на мезофила.
Повечето растения следват цикъла на Калвин, който е пътят на фотосинтеза C3. Тези растения растат в райони, където има достатъчно вода. Освен това, повече от 90% от растенията осъществяват C3 пътя на синтеза на въглехидрати. Има обаче и две други категории растения. Те са C4 растения и CAM растения. Но C4 растенията и CAM растенията присъстват в сухи райони с ограничено количество вода. Те използват специални пътища за фиксиране на въглерода, за да фиксират въглерода и също така да запазят водното съдържание в техните растителни тела.
Какво представляват растенията C4?
C4 растенията са видовете растения, които произвеждат 4-въглеродно съединение; оксалоацетат като първия стабилен продукт от процеса на фиксиране на въглерода. С4 растенията са мезофитни. Следователно C4 растенията използват C4 фотосинтезния път. Това е алтернативен път за минимизиране на отварянето на устицата през деня и за повишаване на ефективността на Rubisco, който е ензимът, който първоначално участва по време на въглеродната фиксация. Съответно, той се извършва както в клетките на мезофила, така и в клетките на обвивката на снопа. Тази специализирана структура, където се извършва фотосинтезата на С4, е анатомията на Кранц.
Фигура 01: Растения C4
По същия начин, по време на C4 фотосинтеза, C4 растенията използват фосфоенолпируват (PEP) (алтернативен ензим, присъстващ в мезофилните клетки) по време на началния етап на въглеродна фиксация. PEP има по-висок афинитет към въглеродния диоксид от rubisco. Следователно въглеродният диоксид се фиксира от PEP в оксалоацетат (C4), след това в малат (C4) и се транспортира до клетките на обвивката на снопа. Тук малатът се декарбоксилира в пируват и въглероден диоксид. Този въглероден диоксид след това се фиксира от Rubisco, присъстващ в клетките на обвивката на снопа. В C4 пътя въглеродният диоксид се фиксира в две области на листа.
Какво представляват CAM растенията?
CAM растенията са вид растения, които използват CAM фотосинтеза. CAM е метаболизъм на Crassulacean киселина. Това е специален път на въглеродна фиксация, присъстващ в растенията, които растат при сухи условия. Също така, този механизъм е открит за първи път в растителното семейство Crassulaceae. Освен това този механизъм се случва през деня, когато устицата в листата се държат затворени.
Фигура 02: CAM растения
Следователно CAM фотосинтезата предотвратява загубата на вода от растението поради изпаряване и транспирация. Но през нощта устицата се отварят и събират въглероден диоксид. Тогава този абсорбиран въглероден диоксид се съхранява като малат; четиривъглеродно съединение във вакуолите. Малатът се извлича от оксалоацетат, което е първото стабилно съединение, произведено от CAM растения през нощта. След това се транспортира до хлоропластите и се превръща обратно във въглероден диоксид през деня, за да улесни фотосинтезата. Тук първият синтезиран стабилен продукт е 3-фосфоглицеринова киселина. Целият процес протича само в мезофилните клетки.
Какви са приликите между растенията C4 и CAM?
- C4 растения и CAM растения присъстват в среди с ниска наличност на вода.
- Освен това мезофилните клетки участват както в пътищата за фиксиране на въглерод C4, така и в CAM.
Каква е разликата между C4 и CAM растенията?
C4 и CAM растенията са два вида растения, които извършват два различни фотосинтетични пътя, които се различават от C3 фотосинтезата. C4 растенията извършват C4 фотосинтеза, докато CAM растенията извършват CAM фотосинтеза. Следователно, това е ключовата разлика между C4 и CAM растенията. C4 растенията са предимно мезофитни, докато CAM растенията са ксерофитни. Следователно това е друга разлика между C4 и CAM инсталациите.
Освен това, първият въглероден продукт на C4 растенията е оксалоацетат, докато първите въглеродни продукти на CAM растенията са оксалоацетати през нощта и PGA през деня. Следователно можем да разглеждаме това и като разлика между C4 и CAM растенията. CAM растенията могат да съхраняват CO2 през нощта, за разлика от C4 растенията. Освен това растенията CAM могат да съхраняват и вода, за разлика от растенията C4.
Освен това растенията C4 показват анатомията на Кранц, докато растенията CAM не показват анатомията на Кранц. Също така, в C4 растенията, въглеродната фиксация се извършва както в мезофилните клетки, така и в клетките на обвивката на снопа, докато в CAM растенията, въглеродната фиксация се извършва само в мезофилните клетки. И така, това е още една разлика между C4 и CAM растенията.
По-долу е инфографика за разликата между растенията C4 и CAM.
Резюме – C4 срещу CAM растения
C4 и CAM растения присъстват в сухи среди. Следователно те използват специални пътища за фиксиране на въглерода, за да фиксират въглерода и също така да запазят водното съдържание в тялото на растението. CAM растенията са вид растения, които използват CAM фотосинтеза. С4 растенията са типът растения, които произвеждат 4-въглеродно съединение; оксалоацетат като първия стабилен продукт от процеса на фиксиране на въглерода. Ключовата разлика между C4 и CAM растенията е, че в C4 растенията въглеродната фиксация се извършва както в мезофилите (чрез PEP), така и в клетките на снопа обвивка (от rubisco), докато в CAM растенията въглеродната фиксация се извършва само в мезофилните клетки.
