Dallimi kryesor midis bimëve C3 dhe C4 është se bimët C3 formojnë një përbërje me tre karbon si produkti i parë i qëndrueshëm i reaksionit të errët ndërsa bimët C4 formojnë një përbërje me katër karbon si produkti i parë i qëndrueshëm i reagim i errët.
Fotosinteza është një proces i drejtuar nga drita që konverton dioksidin e karbonit dhe ujin në sheqerna të pasura me energji te bimët, algat dhe cianobakteret. Gjatë reaksionit të dritës të fotosintezës, ndodh fotoliza e molekulave të ujit. Si rezultat i fotolizës së ujit, oksigjeni çlirohet si një nënprodukt. Pas reaksionit të dritës, fillon reaksioni i errët dhe ai sintetizon karbohidratet duke fiksuar dioksidin e karbonit. Sidoqoftë, oksigjeni i gjeneruar nga reaksioni i dritës mund të lidhet me enzimën kryesore të reaksionit të errët që është RuBP oksigjenaza-karboksilaza (Rubisko) dhe të kryejë fotofrymëmarrje. Fotorespirimi është një proces që harxhon energji dhe ul sintezën e karbohidrateve. Prandaj, për të parandaluar fotofrymëmarrjen, ekzistojnë tre mënyra të ndryshme që reaksioni i errët ndodh në bimë për të parandaluar takimin e oksigjenit me Rubisko. Prandaj, në varësi të mënyrës se si zhvillohet reaksioni i errët, ekzistojnë 3 lloje bimësh; domethënë, bimët C3, bimët C4 dhe bimët CAM.
Çfarë janë bimët C3?
Rreth 95% e bimëve në tokë janë bimë C3. Siç tregon emri, ata kryejnë mekanizëm fotosintetik C3 që është cikli Calvin. Fotosinteza C3 mendohet të ketë lindur gati 3.5 miliardë vjet më parë. Këto bimë janë kryesisht drurë dhe gjethe të rrumbullakëta. Në këto bimë, fiksimi i karbonit ndodh në qelizat mezofile që ndodhen vetëm nën epidermë.
Dioksidi i karbonit hyn nga atmosfera në qelizat mezofile përmes stomatave. Pastaj fillon reagimi i errët. Reagimi i parë është fiksimi i dioksidit të karbonit me bisfosfat Ribulose në fosfoglicerat i cili është një përbërje me tre karbon. Në fakt, është produkti i parë i qëndrueshëm i bimëve C3. Ribuloz bisfosfat karboksilaza (Rubisco) është enzima që katalizon këtë reaksion karboksilimi në bimë. Po kështu, cikli i Kalvinit ndodh në mënyrë ciklike ndërsa prodhon karbohidrate.
Figura 01: Bimët C3
Në krahasim me bimët C4, bimët C3 janë joefikase për sa i përket mekanizmit të tyre fotosintetik. Kjo është për shkak të shfaqjes së fotorespiracionit në bimët C3. Fotorespirimi ndodh për shkak të aktivitetit të oksigjenazës së enzimës Rubisco. Oksigjenimi i Rubisco-s funksionon në drejtim të kundërt me karboksilimin, zhbë në mënyrë efektive fotosintezën duke humbur sasi të mëdha karboni të fiksuar fillimisht nga cikli i Calvinit me shpenzime të mëdha dhe rezulton në humbjen e dioksidit të karbonit nga qelizat që fiksojnë dioksidin e karbonit. Po kështu, ndërveprimi me oksigjenin dhe dioksidin e karbonit ndodh në të njëjtin vend në Rubisco. Këto reaksione konkurruese zakonisht zhvillohen në një raport prej 3:1 (karbon: oksigjen). Kështu, është e qartë se fotofrymëmarrja është një proces i stimuluar nga drita që konsumon oksigjen dhe evoluon dioksidin e karbonit.
Çfarë janë bimët C4?
Bimët C4 janë të pranishme në zona të thata dhe me temperaturë të lartë. Përafërsisht 1% e specieve bimore kanë biokimi C4. Disa shembuj të bimëve C4 janë misri dhe kallam sheqeri. Siç tregon edhe emri, këto bimë kryejnë mekanizmin fotosintetik C4. Fotosinteza C4 mendohet të ketë lindur gati 12 milionë vjet më parë; shumë kohë pas evoluimit të mekanizmit C3. Bimët C4 mund të përshtaten më mirë tani, pasi nivelet aktuale të dioksidit të karbonit janë shumë më të ulëta se 100 milionë vjet më parë.
Bimët C4 janë shumë më efikase në kapjen e dioksidit të karbonit. Për më tepër, fotosinteza e C4 gjendet në speciet monocot dhe dycot. Në ndryshim nga bimët C3, produkti i parë i qëndrueshëm i formuar gjatë fotosintezës është acidi oksaloacetik, i cili është një përbërës me katër karbon. Më e rëndësishmja, gjethet e këtyre bimëve tregojnë një lloj të veçantë anatomie të quajtur "Kranz Anatomy". Ekziston një rreth qelizash mbështjellëse me kloroplaste rreth tufave vaskulare me anë të të cilave mund të identifikohen bimët C4.
Figura 02: Bimët C4
Në këtë rrugë, fiksimi i dioksidit të karbonit ndodh dy herë. Në citoplazmën e qelizës mezofile, CO2 fillimisht fiksohet me fosfoenolpiruvat (PEP), i cili vepron si një pranues primar. Reaksioni katalizohet nga enzima karboksilazë PEP. Pastaj PEP konvertohet në malat dhe më pas në piruvat çlirues CO2 Dhe, ky CO2 përsëri rregullohet për herë të dytë me bisfosfat Ribulose, duke formuar 2. fosfoglicerat për të kryer ciklin Calvin.
Cilat janë ngjashmëritë midis bimëve C3 dhe C4?
- Të dyja bimët C3 dhe C4 rregullojnë dioksidin e karbonit dhe prodhojnë karbohidrate.
- Ata kryejnë një reagim të errët.
- Gjithashtu, të dy llojet e bimëve kryejnë të njëjtin reaksion drite.
- Për më tepër, ata kanë kloroplaste për të kryer fotosintezën.
- Ekuacioni i tyre fotosintetik është i ngjashëm.
- Për më tepër, RuBP përfshin reagimin e errët të të dy llojeve të bimëve.
- Të dyja bimët prodhojnë fosfoglicerat.
Cili është ndryshimi midis bimëve C3 dhe C4?
Bimët C3 prodhojnë acid fosfoglicerik si produkti i parë i qëndrueshëm i reaksionit të errët. Është një përbërje me tre karbon. Nga ana tjetër, bimët C4 prodhojnë acid oksalo-acetik si produkti i parë i qëndrueshëm i reaksionit të errët. Është një përbërje me katër karbon. Prandaj, ky është ndryshimi kryesor midis bimëve C3 dhe C4.
Për më tepër, efikasiteti fotosintetik i bimëve C3 është më i vogël se efikasiteti fotosintetik i bimëve C4. Kjo është për shkak të fotofrymëmarrjes së parë në bimët C3, e cila është e papërfillshme në bimët C4. Kështu, është një tjetër ndryshim midis bimëve C3 dhe C4. Kur merren parasysh ndryshimet strukturore, bimët C3 nuk kanë dy lloje kloroplastesh dhe anatominë Kranz në gjethe. Nga ana tjetër, bimët C4 kanë dy lloje kloroplastesh dhe ato tregojnë anatominë e Kranzit në gjethe. Prandaj, është gjithashtu një ndryshim midis bimëve C3 dhe C4.
Për më tepër, një ndryshim i mëtejshëm midis bimëve C3 dhe C4 është se bimët C3 rregullojnë dioksidin e karbonit vetëm një herë ndërsa bimët C4 rregullojnë dyoksidin e karbonit. Për shkak të këtij fakti, asimilimi i C është më i vogël në bimët C3 ndërsa asimilimi i C është i lartë në bimët C4. Jo vetëm kaq, bimët C4 mund të kryejnë fotosintezën kur stomatat janë të mbyllura dhe nën përqendrime shumë të larta të dritës dhe përqendrime të ulëta të CO2 . Megjithatë, bimët C3 nuk janë në gjendje të kryejnë fotosintezën kur stomatat janë të mbyllura dhe nën përqendrime shumë të larta të dritës dhe përqendrime të ulëta të CO2 . Prandaj, ky është gjithashtu një ndryshim i rëndësishëm midis bimëve C3 dhe C4. Për më tepër, bimët C3 dhe bimët C4 ndryshojnë nga pranuesi i parë i dioksidit të karbonit. RuBP është pranuesi i CO2 në bimët C3 ndërsa PEP është pranuesi i parë i CO2 në bimët C4.
Përmbledhje – C3 vs C4 bimët
C3 dhe C4 janë dy lloje bimësh. Bimët C3 janë shumë të zakonshme ndërsa bimët C4 janë shumë të rralla. Dallimi kryesor midis bimëve C3 dhe C4 varet nga produkti i parë i karbonit që ata prodhojnë gjatë reagimit të errët. Fabrikat C3 kryejnë ciklin Calvin dhe prodhojnë përbërjen me tre karbon si produkti i parë i qëndrueshëm, ndërsa impiantet C4 kryejnë mekanizmin C4 dhe prodhojnë përbërës me katër karbon si produkti i parë i qëndrueshëm. Për më tepër, bimët C3 tregojnë më pak efikasitet fotosintetik ndërsa bimët C4 tregojnë efikasitet të lartë fotosintetik. Për më tepër, bimët C3 nuk kanë anatominë Kranz në gjethe, dhe gjithashtu ato nuk kanë dy lloje kloroplastesh. Nga ana tjetër, bimët C4 kanë anatominë Kranz në gjethet e tyre, dhe gjithashtu ato kanë dy lloje kloroplastesh. Kështu, kjo është përmbledhja e bimëve C3 dhe C4.
