WikiDer > C4-Anlage

EIN C₄-Pflanze ist ein Typ Pflanze die nicht nur die Grundform des Photosynthese wie C₃-Pflanze, führt aber zunächst einen Zwischenschritt durch, in dem eine Verbindung mit vier Kohlenstoffatome gemacht – daher der Name.

Trennung von zwei Prozessen

In diesen Pflanzen ist die Aufnahme oder Fixierung von Kohlendioxid räumlich getrennt von ihrer Verarbeitung zu Zuckern. Über einen Zwischenschritt wird die EnzymPhosphoenolpyruvat-Carboxylase (PEP-Carboxylase) a Oxalacetat produziert, die dann umgewandelt wird in Malat oder manchmal Aspartat. An der PEP-Carboxylase gibt es kein Vindt OxygenaseAktivität stattfindet, wird kein Sauerstoff gebunden. Es ist einer von drei Arten von Photosyntheseprozessen in Pflanzen, neben dem C₃-Pflanze und die CAM-Anlage. Bei letzteren ist die Aufnahme von Kohlendioxid nicht räumlich von seiner Verarbeitung zu Zuckern getrennt, sondern zeitlich. Bekanntes C₄-Pflanzen sind Mais, Zuckerrohr und Hirse. Die meisten gehören zu den Gräser.

Das Malat oder Aspartat wird dem Enzym zugeführt Rubisco wo es wieder in Kohlendioxid umgewandelt wird und Pyruvat. Danach folgt der gleiche Vorgang wie bei C₃-Pflanzen.

Dürreanpassung

Durch den erhöhten Kohlendioxidanteil viel weniger Lichtatmung bei Rubisco dann bei C₃-Pflanzen. Dadurch geht praktisch kein gebundener Kohlenstoff verloren und es können mehr Zucker hergestellt werden. Weil C₄Pflanzen vermeiden Photorespiration, diese sind besser für warmes Klima geeignet. C₃-Pflanzen sind häufiger in gemäßigte Regionen.

Der Übergang zum C4-Stoffwechsel ist in erster Linie eine Anpassung an Trockenheit. C4-Pflanzen nutzen die Feuchtigkeit, die sie haben, effektiver als C3-Pflanzen und können daher in heißen, trockenen Regionen besser überleben. Ein gutes Beispiel dafür ist eine Pflanze wie saures Gras (Enneapogon-Krätze), die in Wüstengebieten gedeiht. Aber die Anpassung ist auch Halophyten fand es.

Der Übergang zum C4-Stoffwechsel scheint eine Einbahnstraße zu sein. Betrachtet man, in welchen Pflanzenfamilien das Phänomen aufgetreten ist, scheint der Übergang in den letzten 30 Millionen Jahren unabhängig voneinander mehr als 20 Mal aufgetreten zu sein.^[1]Etwa 5% des Gemüses Biomasse besteht aus C₄-Pflanzen. Sie sind daher relative Neulinge in der Evolution der Pflanzen und entstand wahrscheinlich erst am Ende des Tertiär.