Nøgleforskellen mellem C4- og CAM-planter er, at i C4-planter finder kulstoffiksering sted i både mesofyl- og bundtskedeceller, mens kulfiksering i CAM-planter kun finder sted i mesofylceller.
De fleste af planterne følger Calvin-cyklussen, som er C3-fotosyntesevejen. Disse planter vokser i områder, hvor der er tilstrækkelig vandtilgængelighed. Desuden udfører mere end 90% af planterne C3-vejen for kulhydratsyntese. Der er dog også to andre plantekategorier. Det er C4-anlæg og CAM-anlæg. Men C4-planter og CAM-planter er til stede i tørre områder med en begrænset mængde vand. De bruger specielle kulstoffikseringsveje til at fiksere kulstof og også for at bevare vandindholdet i deres plantekroppe.
Hvad er C4-planter?
C4-planter er den type planter, der producerer en 4-kulstofforbindelse; oxaloacetat som det første stabile produkt af carbonfikseringsprocessen. C4-planter er mesofytiske. Derfor bruger C4-planter C4-fotosyntesevejen. Det er en alternativ vej til at minimere åbningen af stomata i løbet af dagen og øge effektiviteten af Rubisco, som er det enzym, der oprindeligt er involveret under carbonfiksering. Følgelig finder det sted i både mesofylceller og bundtskedeceller. Denne specialiserede struktur, hvor C4-fotosyntesen finder sted, er Kranz-anatomi.
Figur 01: C4-planter
På samme måde bruger C4-planterne under C4-fotosyntesen phosphoenolpyruvat (PEP) (et alternativt enzym til stede i mesofylcellerne) under det indledende trin af carbonfiksering. PEP har en højere affinitet til kuldioxid end rubisco. Derfor fikseres kuldioxid af PEP til oxaloacetat (C4) og derefter til malat (C4) og transporteres til bundte kappeceller. Her bliver malat decarboxyleret til pyruvat og kuldioxid. Denne kuldioxid fikseres derefter af Rubisco, til stede i bundthylsterceller. I C4-banen fikserer kuldioxid i to områder af bladet.
Hvad er CAM Plants?
CAM-planter er en type planter, der anvender CAM-fotosyntese. CAM er Crassulacean syre metabolisme. Det er en speciel kulstoffikseringsvej til stede i planter, der vokser under tørre forhold. Også denne mekanisme blev først fundet i plantefamilien Crassulaceae. Desuden opstår denne mekanisme i dagtimerne, hvor stomata i blade holdes lukket.
Figur 02: CAM Plants
Derfor forhindrer CAM-fotosyntese plantens vandtab på grund af fordampning og transpiration. Men i løbet af natten åbner stomata sig og opsamler kuldioxid. Så lagrer dette absorberede kuldioxid som malat; en fire-carbon forbindelse i vakuolerne. Malat er afledt af oxaloacetat, som er den første stabile forbindelse produceret af CAM-planter i løbet af natten. Det transporteres derefter til kloroplasterne og omdannes tilbage til kuldioxid i løbet af dagen for at lette fotosyntesen. Her er det første stabile produkt, der syntetiseres, 3-phosphoglycerinsyre. Hele processen foregår kun i mesofylceller.
Hvad er lighederne mellem C4- og CAM-anlæg?
- C4-planter og CAM-planter er til stede i miljøer med lav vandtilgængelighed.
- Mesofylceller er også involveret i både C4- og CAM-kulstoffikseringsveje.
Hvad er forskellen mellem C4- og CAM-anlæg?
C4- og CAM-planter er to typer planter, der udfører to forskellige fotosynteseveje, der adskiller sig fra C3-fotosyntesen. C4-planter udfører C4-fotosyntese, mens CAM-planter udfører CAM-fotosyntese. Derfor er dette den vigtigste forskel mellem C4- og CAM-anlæg. C4-planter er hovedsageligt mesofytiske, mens CAM-planter er xerofytiske. Derfor er det endnu en forskel mellem C4- og CAM-anlæg.
Yderligere er det første kulstofprodukt fra C4-planterne oxaloacetat, mens de første kulstofprodukter fra CAM-planter er oxaloacetater om natten og PGA om dagen. Derfor kan vi også betragte dette som en forskel mellem C4- og CAM-anlæg. CAM-planter kan opbevare CO2 om natten, i modsætning til C4-planter. Desuden kan CAM-planter også opbevare vand i modsætning til C4-planter.
Desuden viser C4-planter Kranz-anatomi, mens CAM-planter ikke viser Kranz-anatomi. Også i C4-planter forekommer carbonfiksering i både mesofylceller og bundtskedeceller, mens carbonfiksering i CAM-planter kun forekommer i mesofylceller. Så dette er endnu en forskel mellem C4- og CAM-anlæg.
Nedenstående er en infografik om forskellen mellem C4- og CAM-anlæg.
Oversigt – C4 vs. CAM Plants
C4- og CAM-planter er til stede i tørre miljøer. Derfor bruger de specielle kulstoffikseringsveje til at fikse kulstof og også for at bevare vandindholdet i plantekroppen. CAM-planter er en type planter, der bruger CAM-fotosyntese. C4-planter er den type planter, der producerer en 4-kulstofforbindelse; oxaloacetat som det første stabile produkt af carbonfikseringsprocessen. Den vigtigste forskel mellem C4- og CAM-planter er, at i C4-planter finder kulstoffiksering sted i både mesofyler (ved PEP) og bundtskedeceller (af rubisco), mens kulstoffiksering i CAM-planter kun finder sted i mesofylceller.
