Pagrindiniai C3, C4 ir CAM fotosintezės skirtumai

Daugelis žmonių žino, kad augalai naudoja fotosintezę, kad sukurtų energiją naudojant saulės šviesą. Tačiau fotosintezės procesas įvairiuose augaluose skiriasi, atsižvelgiant į jų gyvenimo sąlygas. Trys svarbūs fotosintezės tipai yra C3, C4 ir CAM fotosintezė.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Pagrindinis skirtumas tarp C3, C4 ir CAM fotosintezės yra tai, kaip augalai išgauna anglies dioksidą iš saulės šviesos, o tai labai priklauso nuo augalo buveinės. C3 fotosintezė sukuria trijų anglies junginį per Kalvino ciklą, o C4 fotosintezė gamina tarpinį keturių anglių junginį, kuris skyla į trijų anglių junginį, skirtą Kalvinui ciklas. Augalai, naudojantys CAM fotosintezę, dieną surenka saulės šviesą, o naktį fiksuoja anglies dioksido molekules.

Fotosintezėje augalai ir kiti organiniai junginiai naudoja saulės spindulių energiją maistinėms medžiagoms iš oro ir vandens išgauti. Fotosintetiniuose organizmuose yra žalias junginys, žinomas kaip chlorofilas, kuriame yra fermentų ATP ir NADPH. Pasisavindami saulės spindulių energiją, fotosintetiniai junginiai šiuos fermentus paverčia ADP ir NADP +. Augalas panaudoja konvertuotų fermentų energiją, kad iš oro ir vandens išgautų anglies dvideginį ir pagamintų cukraus molekules, tokias kaip gliukozė. Vykdydami fotosintezę, augalai išskiria atliekų molekules, įskaitant deguonį, todėl oras gyvūnams yra kvėpuojantis.

Fotosintetiniai organizmai, kuriems atliekama C3 fotosintezė, pradeda energijos konversiją, vadinamą Kalvino ciklu, gamindami trijų anglies junginį, vadinamą 3-fosfoglicerino rūgštimi. Tai yra pavadinimo „C3“ priežastis. C3 fotosintezė yra vieno etapo procesas, vykstantis chloroplastinių organelių viduje, kurie veikia kaip saulės energijos saugojimo centrai. Augalas naudoja tą energiją, kad sujungtų ATP ir NADPH į užsakytas cukraus molekules. Maždaug 85 procentai žemės augalų naudoja C3 fotosintezę.

C4 fotosintezė yra dviejų etapų procesas, kurio metu gaunamas tarpinis anglies junginys. Fotosintezės procesas vyksta plonasienių mezofilinių ląstelių chloroplastuose. Sukūręs augalas pumpuoja tarpinį junginį į storų sienelių ryšulio apvalkalo ląstelę, kur jis padalija junginį į anglies dioksidą ir trijų anglių junginį. Tuomet anglies dioksidas patiria Calvin ciklą, kaip ir C3 fotosintezėje. C4 fotosintezės nauda yra ta, kad dėl jos susidaro didesnė anglies koncentracija, todėl C4 organizmai labiau sugeba išgyventi buveinėse, kuriose mažai šviesos ir vandens.

CAM yra vėžinių rūgščių apykaitos sutrumpinimas. Tokio tipo fotosintezėje organizmai dieną sugeria saulės energiją, o naktį energiją panaudoja anglies dvideginio molekulėms fiksuoti. Dienos metu organizmo stomos uždaromos, kad būtų galima atsispirti dehidracijai, o ankstesnės nakties anglies dioksidas patiria Kalvino ciklą. CAM fotosintezė leidžia augalams išgyventi sausringame klimate, todėl kaktusai ir kiti dykumos augalai naudoja fotosintezę. Tačiau ne dykumos augalai, pavyzdžiui, ananasai ir epifitų augalai, tokie kaip orchidėjos, taip pat naudoja CAM fotosintezę.