تفاوت اصلی بین گیاهان C4 و CAM در این است که در گیاهان C4، تثبیت کربن هم در سلول های مزوفیل و هم در سلول های غلاف بسته ای انجام می شود، در حالی که در گیاهان CAM، تثبیت کربن فقط در سلول های مزوفیل انجام می شود.
بیشتر گیاهان از چرخه کالوین پیروی می کنند که مسیر فتوسنتز C3 است. این گیاهان در مناطقی رشد می کنند که آب کافی وجود دارد. علاوه بر این، بیش از 90٪ گیاهان مسیر C3 سنتز کربوهیدرات را انجام می دهند. با این حال، دو دسته گیاه دیگر نیز وجود دارد. آنها گیاهان C4 و گیاهان CAM هستند. اما گیاهان C4 و گیاهان CAM در مناطق خشک با مقدار محدود آب وجود دارند.آنها از مسیرهای تثبیت کربن ویژه برای تثبیت کربن و همچنین حفظ محتوای آب در بدن گیاهان خود استفاده می کنند.
C4 Plants چیست؟
گیاهان C4 نوع گیاهانی هستند که یک ترکیب 4 کربنی تولید می کنند. اگزالواستات به عنوان اولین محصول پایدار فرآیند تثبیت کربن. گیاهان C4 مزوفیت هستند. بنابراین، گیاهان C4 از مسیر فتوسنتز C4 استفاده می کنند. این یک مسیر جایگزین برای به حداقل رساندن باز شدن روزنه ها در طول روز و افزایش کارایی روبیسکو است، که آنزیمی است که ابتدا در طول تثبیت کربن درگیر است. بر این اساس، هم در سلول های مزوفیل و هم در سلول های غلاف بسته ای رخ می دهد. این ساختار تخصصی که در آن فتوسنتز C4 انجام می شود، آناتومی کرانز است.
شکل 01: گیاهان C4
به همین ترتیب، در طول فتوسنتز C4، گیاهان C4 از فسفونولپیرووات (PEP) (یک آنزیم جایگزین موجود در سلول های مزوفیل) در مرحله اولیه تثبیت کربن استفاده می کنند. PEP نسبت به روبیسکو تمایل بیشتری به دی اکسید کربن دارد. از این رو، دی اکسید کربن توسط PEP به اگزالواستات (C4) و سپس به مالات (C4) ثابت می شود و به سلول های غلاف بسته ای منتقل می شود. در اینجا مالات به پیروات و دی اکسید کربن دکربوکسیله می شود. سپس این دی اکسید کربن توسط روبیسکو، موجود در سلول های غلاف بسته، تثبیت می شود. در مسیر C4، دی اکسید کربن در دو ناحیه از برگ ثابت می شود.
CAM Plants چیست؟
گیاهان CAM نوعی از گیاهان هستند که از فتوسنتز CAM استفاده می کنند. CAM متابولیسم اسید Crassulacean است. این یک مسیر خاص تثبیت کربن است که در گیاهانی که در شرایط خشک رشد می کنند وجود دارد. همچنین این مکانیسم برای اولین بار در خانواده گیاهان Crassulaceae یافت شد. علاوه بر این، این مکانیسم در طول روز رخ می دهد که روزنه های موجود در برگ ها بسته نگه داشته می شوند.
شکل 02: CAM Plants
بنابراین فتوسنتز CAM از هدر رفتن آب توسط گیاه در اثر تبخیر و تعرق جلوگیری می کند. اما در طول شب، روزنه ها باز می شوند و دی اکسید کربن را جمع می کنند. سپس این دی اکسید کربن جذب شده به صورت مالات ذخیره می شود. یک ترکیب چهار کربنه در واکوئل ها. مالات از اگزالواستات که اولین ترکیب پایداری است که توسط گیاهان CAM در طول شب تولید می شود، مشتق می شود. سپس به کلروپلاست ها منتقل می شود و در طول روز به دی اکسید کربن تبدیل می شود تا فتوسنتز را تسهیل کند. در اینجا، اولین محصول پایدار سنتز شده اسید 3 فسفوگلیسریک است. کل فرآیند فقط در سلول های مزوفیل انجام می شود.
شباهت‌های بین گیاهان C4 و CAM چیست؟
- گیاهان C4 و گیاهان CAM در محیط هایی که دسترسی به آب کم دارند وجود دارند.
- همچنین، سلول های مزوفیل در هر دو مسیر تثبیت کربن C4 و CAM درگیر هستند.
تفاوت بین گیاهان C4 و CAM چیست؟
گیاهان C4 و CAM دو نوع گیاهی هستند که دو مسیر مختلف فتوسنتزی را انجام می دهند که با فتوسنتز C3 متفاوت است. گیاهان C4 فتوسنتز C4 را انجام می دهند در حالی که گیاهان CAM فتوسنتز CAM را انجام می دهند. از این رو، این تفاوت اصلی بین گیاهان C4 و CAM است. گیاهان C4 عمدتا مزوفیت هستند در حالی که گیاهان CAM خشکی هستند. بنابراین، تفاوت دیگری بین گیاهان C4 و CAM است.
علاوه بر این، اولین محصول کربنی گیاهان C4 اگزالواستات است در حالی که اولین محصولات کربنی گیاهان CAM اگزالو استات ها در شب و PGA در روز هستند. بنابراین، ما می توانیم این را نیز به عنوان یک تفاوت بین گیاهان C4 و CAM در نظر بگیریم. گیاهان CAM برخلاف گیاهان C4 می توانند CO2 را در شب ذخیره کنند. علاوه بر این، گیاهان CAM می توانند آب را نیز ذخیره کنند، برخلاف گیاهان C4.
علاوه بر این، گیاهان C4 آناتومی کرانز را نشان می دهند در حالی که گیاهان CAM آناتومی کرانز را نشان نمی دهند. همچنین، در گیاهان C4، تثبیت کربن هم در سلول‌های مزوفیل و هم در سلول‌های غلاف بسته‌ای رخ می‌دهد در حالی که در گیاهان CAM، تثبیت کربن فقط در سلول‌های مزوفیل رخ می‌دهد.بنابراین، این یک تفاوت دیگر بین گیاهان C4 و CAM است.
اینفوگرافیک زیر در مورد تفاوت بین گیاهان C4 و CAM است.
خلاصه - C4 در مقابل CAM Plants
گیاهان C4 و CAM در محیط های خشک وجود دارند. بنابراین، آنها از مسیرهای تثبیت کربن ویژه برای تثبیت کربن و همچنین حفظ محتوای آب در بدن گیاه استفاده می کنند. گیاهان CAM نوعی از گیاهان هستند که از فتوسنتز CAM استفاده می کنند. گیاهان C4 از انواع گیاهانی هستند که یک ترکیب 4 کربنی تولید می کنند. اگزالواستات به عنوان اولین محصول پایدار فرآیند تثبیت کربن. تفاوت اصلی بین گیاهان C4 و CAM در این است که در گیاهان C4 تثبیت کربن در هر دو مزوفیل (توسط PEP) و سلول های غلاف بسته (توسط روبیسکو) انجام می شود در حالی که در گیاهان CAM تثبیت کربن فقط در سلول های مزوفیل انجام می شود.
