พืชมีกลไกในการอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่สำคัญ แม้ว่าพืชบางชนิดจะค่อนข้างจะปรับตัวได้ดีกว่าจึงอยู่ได้นานกว่า C4 และ CAM เป็นพืชสองชนิดที่จัดอยู่ในประเภทพืช C3 พืชเหล่านี้ปรับตัวให้เข้ากับความร้อนได้ดีกว่า ดังนั้นจึงสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่ร้อนขึ้น ซึ่งน้ำแทบจะไม่มีหรือหาได้ในทันที วิธีการลดการสูญเสียน้ำของพวกเขาทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างพืชทั้งสองนี้
C4 กับ CAM Plants
ความแตกต่างระหว่างพืช C4 และ CAM คือพืช C4 ผลิตสารประกอบคาร์บอน 4 ชนิดและมีโซไฟติก เหล่านี้เป็นพืชฤดูร้อนเช่นอ้อยที่สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่ร้อนขึ้นและลดปริมาณน้ำได้ในระดับหนึ่ง ในทางตรงกันข้าม พืช CAM หมายถึงพืช Crassulacean Acid Metabolism พืชเหล่านี้มีแนวทางที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการอนุรักษ์น้ำ และใช้การสังเคราะห์ด้วยแสง CAM
พืช C4 เป็นพืชประเภทหนึ่งที่ใช้การตรึงคาร์บอน C4 โดยที่คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จับกับฟอสโฟฟีนอลไพรูเวตในเซลล์มีโซฟิลล์ในขั้นต้น ซึ่งส่งผลให้เกิดการผลิตหรือการก่อตัวของสารประกอบคาร์บอนสี่ชนิด ก่อนเข้าสู่วัฏจักรการสังเคราะห์ด้วยแสงของคาลวิน ขั้นแรกให้ตรึงพืช C4 เป็นสารประกอบอะตอมสี่คาร์บอน
CAM หมายถึงการเผาผลาญกรด Crassulacean พืชเช่นสับปะรดและกระบองเพชรใช้เส้นทาง CAM หรือกลไกเพื่อลดการหายใจด้วยแสง ในช่วงกลางคืน สภาพแวดล้อมค่อนข้างเย็นกว่า ดังนั้นพืชเหล่านี้จึงรวบรวมคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และเก็บคาร์บอนไดออกไซด์เข้มข้นไว้เป็นมาเลต ในเวลากลางวันจะถูกปล่อยกลับและบริโภคเพื่อการสังเคราะห์แสง
ตารางเปรียบเทียบระหว่างโรงงาน C4 และ CAMส
| พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ | พืช C4 | CAM Plants |
| คำนิยาม | เป็นพืชชนิดหนึ่งที่ใช้การสังเคราะห์ด้วยแสง C4 และผลิตออกซาโลอะซิเตตเป็นผลิตภัณฑ์แรกที่มีเสถียรภาพในระหว่างกระบวนการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ | เป็นพืชชนิดหนึ่งที่ใช้การสังเคราะห์ด้วยแสง CAM |
| ประเภทพืช | พืช C4 คือ Mesophytic | พืช CAM คือ Xerophytic |
| ผลิตภัณฑ์ที่มีเสถียรภาพครั้งแรก | Oxaloacetate เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีความเสถียรตัวแรกของพืช C4 | ในพืช CAM Oxaloacetate จะเกิดขึ้นในเวลากลางคืนในขณะที่ 3 PGA (กรดฟอสโฟกลีเซอริก) จะเกิดขึ้นในเวลากลางวัน |
| เกี่ยวข้องกับเซลล์ | เซลล์เปลือกหุ้มและเซลล์มีโซฟิลล์ | เซลล์มีโซฟิลล์ |
| Kranz Anatomy | ปัจจุบัน | ขาด |
พืช C4 คืออะไร?
พืชบางชนิดใช้กลไกการสังเคราะห์ด้วยแสง C4 เพื่อหลีกเลี่ยงการหายใจด้วยแสง พืชประเภทนี้เรียกว่าพืช C4 ในอีกด้านหนึ่ง การหายใจด้วยแสงเป็นเพียงปฏิกิริยาที่สิ้นเปลืองซึ่งพืชใช้ออกซิเจนและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ โรงงาน C4 ผลิตออกซาโลอะซีเตตเป็นผลิตภัณฑ์แรกที่มีเสถียรภาพในระหว่างกระบวนการตรึงคาร์บอน พืชเหล่านี้เป็นพืชประเภท mesophytic และใช้กลไกหรือวิถีการสังเคราะห์ด้วยแสง C4
พืช C4 ได้แก่ พืชเช่นอ้อยและข้าวโพด การสังเคราะห์ด้วยแสง C4 เป็นวิถีทางเลือกที่ช่วยลดการเปิดปากใบในเวลากลางวันและยังเพิ่มประสิทธิภาพของเอนไซม์ที่เรียกว่า Rubisco ที่เกี่ยวข้องกับการตรึงคาร์บอน กระบวนการนี้เกิดขึ้นในเซลล์ปลอกหุ้มและเซลล์มีโซฟิลล์ กายวิภาคศาสตร์ Kranz เป็นโครงสร้างพิเศษที่เกิดการสังเคราะห์ด้วยแสง C4
ในระหว่างขั้นตอนการสังเคราะห์ด้วยแสง C4 พืชใช้ PEP (phosphoenolpyruvate) ซึ่งเป็นเอนไซม์ทางเลือกที่มีอยู่ในเซลล์มีโซฟิลล์ เอนไซม์นี้ใช้ในขั้นตอนเริ่มต้นหรือเริ่มต้นของขั้นตอนการตรึงคาร์บอน คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ถูกตรึงโดย PEP ให้เป็น C4 จากนั้นจึงทำให้เกิดมาลาเต จากนั้นจึงส่งหรือลำเลียงไปยังเซลล์เปลือกหุ้มในที่สุด ในเส้นทางการสังเคราะห์ด้วยแสง C4 เนื้อหาของคาร์บอนไดออกไซด์ได้รับการแก้ไขที่บริเวณสองส่วนของใบ
พืช CAM คืออะไร?
พืช Crassulacean Acid Metabolism (CAM) สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่แห้งและรวมถึงพืชเช่นว่านหางจระเข้และกระบองเพชร พืชเหล่านี้ใช้การสังเคราะห์ด้วยแสง CAM เพื่อป้องกันการสูญเสียน้ำเนื่องจากการคายน้ำและการระเหย ในตอนกลางคืนจะเก็บคาร์บอนไดออกไซด์และเปิดปากใบ ต่อมา คาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกดูดซับจะถูกเก็บไว้เป็นมาเลต ซึ่งเป็นสารประกอบสี่คาร์บอนในแวคิวโอล
Oxaloacetate เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีความเสถียรชนิดแรกที่ผลิตขึ้นระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง CAM ในเวลากลางคืน และผลิต PGA (กรดฟอสโฟกลีเซอริก) 3 ตัวในตอนกลางวันเมื่อ Oxaloacetate หรือ malate ถูกส่งไปยังคลอโรพลาสต์และแปลงใหม่เป็นคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อรองรับหรืออำนวยความสะดวกในการสังเคราะห์ด้วยแสง
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างพืช C4 และ CAM
บทสรุป
C4 และ CAM เป็นพืชประเภทพิเศษที่มีกลไกการตรึงคาร์บอน แต่มีความแตกต่างกันในลักษณะของการลดการสูญเสียน้ำ ทั้งสองมีอยู่ในสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้งและใช้เส้นทางการตรึงคาร์บอนเพื่อรักษาปริมาณน้ำในโรงงาน พืช CAM ใช้กลไกการสังเคราะห์ด้วยแสง CAM อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่พืช C4 ผลิตสารประกอบคาร์บอน 4 ชนิดเป็นผลิตภัณฑ์แรกที่มีเสถียรภาพ
