Nøkkelforskjellen mellom C4- og CAM-planter er at i C4-planter finner karbonfiksering sted i både mesofyll- og buntskjedeceller, mens i CAM-planter finner karbonfiksering kun sted i mesofyllceller.
De fleste av plantene følger Calvin-syklusen, som er C3-fotosynteseveien. Disse plantene vokser i regioner der det er tilstrekkelig vanntilgjengelighet. Videre utfører mer enn 90% av plantene C3-veien for karbohydratsyntese. Imidlertid er det to andre plantekategorier også. De er C4-anlegg og CAM-anlegg. Men C4-planter og CAM-planter finnes i tørre områder med begrenset vannmengde. De bruker spesielle karbonfikseringsveier for å fikse karbon og også for å bevare vanninnholdet i plantekroppene deres.
Hva er C4-planter?
C4-planter er den typen planter som produserer en 4-karbonforbindelse; oksaloacetat som det første stabile produktet av karbonfikseringsprosessen. C4-planter er mesofytiske. Derfor bruker C4-planter C4-fotosynteseveien. Det er en alternativ vei for å minimere åpningen av stomata på dagtid og øke effektiviteten til Rubisco, som er enzymet som opprinnelig er involvert under karbonfiksering. Følgelig foregår det i både mesofyllceller og buntskjedeceller. Denne spesialiserte strukturen der C4-fotosyntesen finner sted, er Kranz-anatomi.
Figur 01: C4-anlegg
På samme måte, under C4-fotosyntese, bruker C4-plantene fosfoenolpyruvat (PEP) (et alternativt enzym tilstede i mesofyllcellene) under det første trinnet med karbonfiksering. PEP har en høyere affinitet for karbondioksid enn rubisco. Derfor fikseres karbondioksid av PEP til oksaloacetat (C4) og deretter til malat (C4) og transporteres til buntehylseceller. Her blir malat dekarboksylert til pyruvat og karbondioksid. Dette karbondioksidet blir deretter fiksert av Rubisco, tilstede i bunthylsterceller. I C4-banen fester karbondioksid seg i to områder av bladet.
Hva er CAM Plants?
CAM-planter er en type planter som bruker CAM-fotosyntese. CAM er Crassulacean syre metabolisme. Det er en spesiell karbonfikseringsvei som finnes i planter som vokser under tørre forhold. Denne mekanismen ble også først funnet i plantefamilien Crassulaceae. Videre oppstår denne mekanismen på dagtid der stomata i bladene holdes lukket.
Figur 02: CAM Plants
Derfor forhindrer CAM-fotosyntese vanntapet fra planten på grunn av fordampning og transpirasjon. Men i løpet av natten åpner stomata seg og samler opp karbondioksid. Da lagrer dette absorberte karbondioksidet som malat; en firekarbonforbindelse i vakuolene. Malat er avledet fra oksalacetat som er den første stabile forbindelsen produsert av CAM-planter om natten. Det blir deretter transportert til kloroplastene og omdannet tilbake til karbondioksid i løpet av dagtid for å lette fotosyntesen. Her er det første stabile produktet som syntetiseres 3-fosfoglyserinsyre. Hele prosessen foregår kun i mesofyllceller.
Hva er likhetene mellom C4- og CAM-anlegg?
- C4-planter og CAM-planter finnes i miljøer som har lav vanntilgjengelighet.
- Mesofyllceller er også involvert i både C4- og CAM-karbonfikseringsveier.
Hva er forskjellen mellom C4- og CAM-anlegg?
C4- og CAM-planter er to typer planter som utfører to forskjellige fotosynteseveier som skiller seg fra C3-fotosyntesen. C4-planter utfører C4-fotosyntese mens CAM-planter utfører CAM-fotosyntese. Derfor er dette nøkkelforskjellen mellom C4- og CAM-anlegg. C4-planter er hovedsakelig mesofytiske mens CAM-planter er xerofytiske. Derfor er det enda en forskjell mellom C4- og CAM-anlegg.
Videre er det første karbonproduktet fra C4-plantene oksaloacetat, mens de første karbonproduktene til CAM-planter er oksaloacetater om natten og PGA om dagen. Derfor kan vi vurdere dette også som en forskjell mellom C4- og CAM-anlegg. CAM-planter kan lagre CO2 om natten, i motsetning til C4-planter. Dessuten kan CAM-planter også lagre vann, i motsetning til C4-planter.
Dessuten viser C4-planter Kranz-anatomi mens CAM-planter ikke viser Kranz-anatomi. Også i C4-planter forekommer karbonfiksering i både mesofyllceller og buntskjedeceller, mens i CAM-planter skjer karbonfiksering bare i mesofyllceller. Så dette er enda en forskjell mellom C4- og CAM-anlegg.
Nedenfor er en infografikk om forskjellen mellom C4- og CAM-anlegg.
Sammendrag – C4 vs. CAM Plants
C4- og CAM-planter finnes i tørre miljøer. Derfor bruker de spesielle karbonfikseringsveier for å fikse karbon og også for å bevare vanninnholdet i plantekroppen. CAM-planter er en type planter som bruker CAM-fotosyntese. C4-planter er den typen planter som produserer en 4-karbonforbindelse; oksaloacetat som det første stabile produktet av karbonfikseringsprosessen. Den viktigste forskjellen mellom C4- og CAM-planter er at i C4-planter finner karbonfiksering sted i både mesofyll (av PEP) og buntskjedeceller (av rubisco), mens i CAM-planter foregår karbonfiksering bare i mesofyllceller.
