Galvenā atšķirība starp C4 un CAM augiem ir tāda, ka C4 augos oglekļa fiksācija notiek gan mezofila, gan saišķa apvalka šūnās, savukārt CAM augos oglekļa fiksācija notiek tikai mezofila šūnās.
Lielākā daļa augu seko Kalvina ciklam, kas ir C3 fotosintēzes ceļš. Šie augi aug reģionos, kur ir pietiekama ūdens pieejamība. Turklāt vairāk nekā 90% augu veic ogļhidrātu sintēzes C3 ceļu. Tomēr ir arī divas citas augu kategorijas. Tie ir C4 un CAM rūpnīcas. Bet C4 augi un CAM augi atrodas sausos reģionos ar ierobežotu ūdens daudzumu. Viņi izmanto īpašus oglekļa fiksācijas ceļus, lai fiksētu oglekli un arī saglabātu ūdens saturu augu ķermeņos.
Kas ir C4 augi?
C4 augi ir tādi augi, kas ražo 4 oglekļa savienojumu; oksaloacetāts kā pirmais stabilais oglekļa fiksācijas procesa produkts. C4 augi ir mezofītiski. Tāpēc C4 augi izmanto C4 fotosintēzes ceļu. Tas ir alternatīvs veids, kā samazināt stomatu atvēršanos dienas laikā un palielināt Rubisco, kas ir enzīms, kas sākotnēji tiek iesaistīts oglekļa fiksācijas laikā, efektivitāti. Attiecīgi tas notiek gan mezofila šūnās, gan saišķa apvalka šūnās. Šī specializētā struktūra, kurā notiek C4 fotosintēze, ir Kranca anatomija.
01. attēls: C4 augi
Tāpat C4 fotosintēzes laikā C4 augi izmanto fosfoenolpiruvātu (PEP) (alternatīvu enzīmu, kas atrodas mezofila šūnās) sākotnējā oglekļa fiksācijas posmā. PEP ir lielāka afinitāte pret oglekļa dioksīdu nekā rubisko. Tādējādi oglekļa dioksīds tiek fiksēts ar PEP oksaloacetātā (C4), pēc tam malātā (C4) un transportēts uz apvalka šūnām. Šeit malāts tiek dekarboksilēts piruvātā un oglekļa dioksīdā. Pēc tam šo oglekļa dioksīdu fiksē Rubisco, kas atrodas saišķa apvalka šūnās. C4 ceļā oglekļa dioksīds fiksējas divos lapas reģionos.
Kas ir CAM iekārtas?
CAM augi ir augu veids, kas izmanto CAM fotosintēzi. CAM ir Crassulacean skābes metabolisms. Tas ir īpašs oglekļa piesaistes ceļš augos, kas aug sausos apstākļos. Arī šis mehānisms pirmo reizi tika atrasts Crassulaceae augu ģimenē. Turklāt šis mehānisms notiek dienas laikā, kad lapās esošās stomas tiek turētas aizvērtas.
2. attēls: CAM augi
Tādēļ CAM fotosintēze novērš ūdens zudumus, ko augs izraisa iztvaikošana un transpirācija. Bet nakts laikā stomas atveras un savāc oglekļa dioksīdu. Tad šis absorbētais oglekļa dioksīds uzglabājas malāta veidā; četru oglekļa savienojumu vakuolos. Malātu iegūst no oksaloacetāta, kas ir pirmais stabilais savienojums, ko CAM augi ražo nakts laikā. Pēc tam to transportē uz hloroplastiem un dienas laikā pārvērš atpakaļ oglekļa dioksīdā, lai atvieglotu fotosintēzi. Šeit pirmais stabilais sintezētais produkts ir 3-fosfoglicerīnskābe. Viss process notiek tikai mezofila šūnās.
Kādas ir līdzības starp C4 un CAM rūpnīcām?
- C4 rūpnīcas un CAM iekārtas atrodas vidē, kurā ir zema ūdens pieejamība.
- Arī mezofila šūnas ir iesaistītas gan C4, gan CAM oglekļa fiksācijas ceļos.
Kāda ir atšķirība starp C4 un CAM rūpnīcām?
C4 un CAM augi ir divu veidu augi, kas veic divus dažādus fotosintēzes ceļus, kas atšķiras no C3 fotosintēzes. C4 augi veic C4 fotosintēzi, savukārt CAM augi veic CAM fotosintēzi. Tādējādi šī ir galvenā atšķirība starp C4 un CAM rūpnīcām. C4 augi galvenokārt ir mezofītiski, savukārt CAM augi ir kserofītiski. Tāpēc tā ir vēl viena atšķirība starp C4 un CAM rūpnīcām.
Turklāt C4 rūpnīcu pirmais oglekļa produkts ir oksaloacetāts, savukārt CAM ražotņu pirmie oglekļa produkti ir oksaloacetāti naktī un PGA dienas laikā. Tāpēc mēs to varam uzskatīt arī par atšķirību starp C4 un CAM rūpnīcām. CAM iekārtas var uzglabāt CO2 naktī, atšķirībā no C4 augiem. Turklāt CAM iekārtas var uzglabāt arī ūdeni, atšķirībā no C4 augiem.
Turklāt C4 augiem ir Kranca anatomija, savukārt CAM augiem nav Kranca anatomija. Arī C4 augos oglekļa fiksācija notiek gan mezofila šūnās, gan saišķa apvalka šūnās, savukārt CAM augos oglekļa fiksācija notiek tikai mezofila šūnās. Tātad šī ir vēl viena atšķirība starp C4 un CAM rūpnīcām.
Tālāk ir sniegta infografika par atšķirību starp C4 un CAM rūpnīcām.
Kopsavilkums - C4 pret CAM augiem
C4 un CAM augi atrodas sausā vidē. Tāpēc tie izmanto īpašus oglekļa fiksācijas ceļus, lai fiksētu oglekli un arī saglabātu ūdens saturu auga ķermenī. CAM augi ir augu veids, kas izmanto CAM fotosintēzi. C4 augi ir tādi augi, kas ražo 4 oglekļa savienojumu; oksaloacetāts kā pirmais stabilais oglekļa fiksācijas procesa produkts. Galvenā atšķirība starp C4 un CAM augiem ir tā, ka C4 augos oglekļa fiksācija notiek gan mezofilos (ar PEP), gan saišķa apvalka šūnās (ar rubisco), savukārt CAM augos oglekļa fiksācija notiek tikai mezofila šūnās.
