Avainero C4- ja CAM-kasvien välillä on, että C4-kasveissa hiilen sitoutuminen tapahtuu sekä mesofylli- että nippuvaippasoluissa, kun taas CAM-kasveissa hiilen sitoutuminen tapahtuu vain mesofyllisoluissa.
Useimmat kasveista seuraavat Calvinin kiertoa, joka on C3-fotosynteesireitti. Nämä kasvit kasvavat alueilla, joilla on riittävästi vettä. Lisäksi yli 90 % kasveista suorittaa hiilihydraattisynteesin C3-reitin. On kuitenkin olemassa myös kaksi muuta kasviluokkaa. Ne ovat C4- ja CAM-laitoksia. Mutta C4-kasveja ja CAM-kasveja esiintyy kuivilla alueilla, joilla on rajoitettu määrä vettä. He käyttävät erityisiä hiilensidontareittejä hiilen kiinnittämiseen ja myös vesipitoisuuden säilyttämiseen kasveissaan.
Mitä ovat C4-kasvit?
C4-kasvit ovat kasveja, jotka tuottavat 4-hiiliyhdistettä; oksaloasetaatti ensimmäisenä vakaana hiilen kiinnitysprosessin tuotteena. C4-kasvit ovat mesofyyttisiä. Siksi C4-kasvit käyttävät C4-fotosynteesireittiä. Se on vaihtoehtoinen tapa minimoida stomien avautuminen päiväsaikaan ja lisätä Rubiscon tehokkuutta. Rubisco on entsyymi, joka alun perin osallistuu hiilen kiinnittymiseen. Näin ollen se tapahtuu sekä mesofyllisoluissa että nippuvaippasoluissa. Tämä erikoistunut rakenne, jossa C4-fotosynteesi tapahtuu, on Kranzin anatomia.
Kuva 01: C4-kasvit
Samoin C4-fotosynteesin aikana C4-kasvit käyttävät fosfoenolipyruvaattia (PEP) (vaihtoehtoinen entsyymi, joka esiintyy mesofyllisoluissa) hiilen kiinnityksen alkuvaiheessa. PEP:llä on suurempi affiniteetti hiilidioksidiin kuin rubiscolla. Siten hiilidioksidi kiinnittyy PEP:llä oksaloasetaattiin (C4) ja sitten malaattiin (C4) ja kuljetetaan nipuksi vaippasoluihin. Täällä malaatti dekarboksyloituu pyruvaaiksi ja hiilidioksidiksi. Tämän hiilidioksidin kiinnittää sitten Rubisco, joka on läsnä nippuvaippakennoissa. C4-reitillä hiilidioksidi kiinnittyy lehden kahteen alueeseen.
Mitä CAM-kasvit ovat?
CAM-kasvit ovat kasveja, jotka käyttävät CAM-fotosynteesiä. CAM on Crassulacean-hapon aineenvaihdunta. Se on erityinen hiilen sitomisreitti, jota esiintyy kuivissa olosuhteissa kasvavissa kasveissa. Myös tämä mekanismi löydettiin ensimmäisen kerran Crassulaceae-kasviperheestä. Lisäksi tämä mekanismi esiintyy päiväsaikaan, jolloin lehtien stomatat pidetään suljettuina.
Kuva 02: CAM-kasvit
Siksi CAM-fotosynteesi estää kasvin haihtumisen ja haihtumisen aiheuttaman vesihäviön. Mutta yön aikana stomata avautuu ja kerää hiilidioksidia. Sitten tämä absorboitunut hiilidioksidi varastoituu malaattina; neljän hiilen yhdiste tyhjiöissä. Malaatti on johdettu oksaloasetaatista, joka on ensimmäinen stabiili yhdiste, jota CAM-kasvit tuottavat yön aikana. Sitten se kuljetetaan kloroplasteihin ja muunnetaan takaisin hiilidioksidiksi päivän aikana fotosynteesin helpottamiseksi. Tässä ensimmäinen vakaa syntetisoitu tuote on 3-fosfoglyseriinihappo. Koko prosessi tapahtuu vain mesofyllisoluissa.
Mitä yhtäläisyyksiä C4- ja CAM-kasvien välillä on?
- C4- ja CAM-laitoksia on ympäristöissä, joissa veden saatavuus on alhainen.
- Myös mesofyllisolut osallistuvat sekä C4- että CAM-hiilen kiinnitysreitteihin.
Mitä eroa C4- ja CAM-kasveilla on?
C4- ja CAM-kasvit ovat kahden tyyppisiä kasveja, jotka suorittavat kahta erilaista fotosynteesireittiä, jotka eroavat C3-fotosynteesistä. C4-kasvit suorittavat C4-fotosynteesiä, kun taas CAM-kasvit suorittavat CAM-fotosynteesiä. Siksi tämä on avainero C4- ja CAM-laitosten välillä. C4-kasvit ovat pääasiassa mesofyyttisiä, kun taas CAM-kasvit ovat kserofyyttisiä. Siksi se on toinen ero C4- ja CAM-laitosten välillä.
Lisäksi C4-laitosten ensimmäinen hiilituote on oksaaliasetaatti, kun taas CAM-laitosten ensimmäiset hiilituotteet ovat oksaloasetaatit yöllä ja PGA päivällä. Siksi voimme pitää tätä myös erona C4- ja CAM-laitosten välillä. CAM-laitokset voivat varastoida CO2 yöllä, toisin kuin C4-laitokset. Lisäksi CAM-laitokset voivat varastoida myös vettä, toisin kuin C4-kasvit.
Lisäksi C4-kasveissa on Kranzin anatomia, kun taas CAM-kasveissa ei ole Kranzin anatomiaa. Myös C4-kasveissa hiilen kiinnittyminen tapahtuu sekä mesofyllisoluissa että nippuvaippasoluissa, kun taas CAM-kasveissa hiilen kiinnittyminen tapahtuu vain mesofyllisoluissa. Tämä on siis vielä yksi ero C4- ja CAM-laitosten välillä.
Alla on infografiikka C4- ja CAM-laitosten eroista.
Yhteenveto – C4 vs. CAM Plants
C4- ja CAM-kasveja on kuivissa ympäristöissä. Siksi ne hyödyntävät erityisiä hiilensidontareittejä hiilen sitomiseen ja myös kasvin vesipitoisuuden säilyttämiseen. CAM-kasvit ovat kasveja, jotka käyttävät CAM-fotosynteesiä. C4-kasvit ovat kasveja, jotka tuottavat 4-hiiliyhdistettä; oksaloasetaatti ensimmäisenä vakaana hiilen kiinnitysprosessin tuotteena. Keskeinen ero C4- ja CAM-kasveissa on, että C4-kasveissa hiilen kiinnittyminen tapahtuu sekä mesofylleissä (PEP:llä) että nippuvaippasoluissa (rubiscon avulla), kun taas CAM-kasveissa hiilen kiinnittäminen tapahtuu vain mesofyllisoluissa.
