A fő különbség a C4 és a CAM növények között az, hogy a C4 növényekben a szénkötés a mezofill és a köteghüvely sejtekben is megtörténik, míg a CAM növényekben a szénkötés csak a mezofil sejtekben történik.
A legtöbb növény a Calvin-ciklust követi, amely a C3 fotoszintézis útvonala. Ezek a növények olyan régiókban nőnek, ahol megfelelő víz áll rendelkezésre. Ezenkívül a növények több mint 90%-a a szénhidrátszintézis C3-útvonalát végzi. Van azonban két másik növénykategória is. Ezek C4 üzemek és CAM üzemek. De a C4 növények és a CAM növények száraz területeken vannak jelen, korlátozott mennyiségű vízzel. Speciális szénmegkötő utakat alkalmaznak a szén megkötésére és a növényi testük víztartalmának megőrzésére.
Mik azok a C4 növények?
A C4 növények azok a növények, amelyek 4 szénatomos vegyületet termelnek; oxálacetát, mint a szénrögzítési folyamat első stabil terméke. A C4 növények mezofiták. Ezért a C4 növények C4 fotoszintézis útvonalat használnak. Ez egy alternatív módszer a sztómák nappali felnyílásának minimalizálására és a Rubisco hatékonyságának növelésére, amely a szénmegkötés során kezdetben szerepet játszó enzim. Ennek megfelelően a mezofil sejtekben és a köteghüvely sejtekben egyaránt előfordul. Ez a speciális szerkezet, ahol a C4 fotoszintézis zajlik, a Kranz anatómia.
01. ábra: C4 növények
Hasonlóképpen, a C4 fotoszintézis során a C4 növények foszfoenolpiruvátot (PEP) (a mezofil sejtekben jelen lévő alternatív enzim) használnak a szénmegkötés kezdeti lépésében. A PEP nagyobb affinitást mutat a szén-dioxidhoz, mint a rubisco. Ezért a szén-dioxidot PEP oxálacetátba (C4), majd malátba (C4) rögzíti, és a buroksejtek kötegébe szállítja. Itt a malát piruváttá és szén-dioxiddá dekarboxileződik. Ezt a szén-dioxidot ezután a Rubisco rögzíti, amely a köteghüvely cellákban van jelen. A C4 útvonalon a szén-dioxid a levél két régiójában kötődik.
Mik azok a CAM üzemek?
A CAM növények olyan növények, amelyek CAM fotoszintézist használnak. A CAM a Crassulacean sav metabolizmusa. Ez egy speciális szénmegkötő út, amely a száraz körülmények között növekvő növényekben található. Ezt a mechanizmust először a Crassulaceae növénycsaládban találták meg. Ezenkívül ez a mechanizmus nappal lép fel, amikor a levelekben lévő sztómákat zárva tartják.
02. ábra: CAM üzemek
Ezért a CAM-fotoszintézis megakadályozza, hogy a növény a párolgás és a kipárolgás következtében elveszítse a vizet. De az éjszaka folyamán a sztómák kinyílnak, és összegyűjtik a szén-dioxidot. Ezután ez az elnyelt szén-dioxid malátként raktározódik; egy négy szénatomos vegyület a vakuólumokban. A malát oxál-acetátból származik, amely az első stabil vegyület, amelyet a CAM növények éjszaka termelnek. Ezután a kloroplasztiszokhoz szállítják, és napközben visszaalakulnak szén-dioxiddá, hogy megkönnyítsék a fotoszintézist. Itt az első stabil szintetizált termék a 3-foszfoglicerinsav. Az egész folyamat csak a mezofil sejtekben megy végbe.
Mi a hasonlóság a C4 és a CAM üzemek között?
- C4 üzemek és CAM üzemek vannak jelen olyan környezetben, ahol alacsony a vízellátás.
- Ezenkívül a mezofil sejtek részt vesznek a C4 és a CAM szénrögzítési útvonalakban is.
Mi a különbség a C4 és a CAM üzemek között?
A C4 és CAM növények kétféle növény, amelyek két különböző fotoszintetikus útvonalat hajtanak végre, amelyek különböznek a C3 fotoszintézistől. A C4 növények C4 fotoszintézist, míg a CAM növények CAM fotoszintézist. Ezért ez a legfontosabb különbség a C4 és a CAM üzemek között. A C4 növények főként mezofiták, míg a CAM növények xerofiták. Ezért ez egy másik különbség a C4 és a CAM üzemek között.
Továbbá a C4-es üzemek első szénterméke az oxál-acetát, míg a CAM-üzemek első széntermékei az éjszakai oxál-acetátok, nappal pedig a PGA. Ezért ezt a C4 és CAM üzemek közötti különbségnek is tekinthetjük. A CAM üzemek a CO2 tárolhatják éjszaka is, ellentétben a C4 üzemekkel. Ráadásul a CAM-üzemek vizet is tárolhatnak, ellentétben a C4-esekkel.
Ezenkívül a C4-es növények Kranz-anatómiát mutatnak, míg a CAM-növények nem mutatnak Kranz-anatómiát. Ezenkívül a C4 növényekben a szénkötés mind a mezofil sejtekben, mind a köteghüvely sejtekben történik, míg a CAM növényekben a szénkötés csak a mezofil sejtekben történik. Tehát ez még egy különbség a C4 és a CAM üzemek között.
Az alábbi infografika a C4 és CAM üzemek közötti különbségről.
Összefoglaló – C4 vs. CAM Plants
A C4 és CAM növények száraz környezetben találhatók. Ezért speciális szénmegkötő utakat alkalmaznak a szén megkötésére és a növényi test víztartalmának megőrzésére. A CAM növények olyan növények, amelyek CAM fotoszintézist alkalmaznak. A C4 növények azok a növények, amelyek 4 szénatomos vegyületet termelnek; oxálacetát, mint a szénkötési folyamat első stabil terméke. A legfontosabb különbség a C4 és a CAM növények között az, hogy a C4 növényekben a szénkötés mind a mezofillekben (PEP-vel), mind a köteghüvelysejtekben (rubisco által), míg a CAM növényekben csak a mezofil sejtekben megy végbe.
