Il percorso C4 è una variazione della fotosintesi C3 più comune, che si trova in piante come mais, canna da zucchero e sorgo. È un modo più efficiente per catturare l'anidride carbonica (CO2), specialmente in ambienti caldi e aridi in cui le piante sono soggette a fotorespirazione. Ecco una rottura di come funziona:
1. Fissazione iniziale del carbonio:
* Invece di usare Rubisco (come nelle piante C3), le piante C4 impiegano un enzima chiamato fosfoenolpiruvate carbossilasi (PEP carbossilasi) per fissare CO2 in un composto a quattro carbonio chiamato ossaloacetato .
* Questo accade in cellule specializzate chiamate cellule di mesofilla .
2. Trasporto e decarbossilazione:
* L'ossaloacetato viene quindi convertito in malato e trasportato in un altro tipo di cellula chiamata Cella guaina del fascio .
* Nella guaina del pacchetto, il malato è decarbossilato, rilasciando CO2 e formare piruvato .
3. Calvin Cycle:
* La CO2 rilasciata viene quindi utilizzata nel ciclo Calvin per produrre zuccheri, proprio come nelle piante C3.
* Questo ciclo si verifica nelle cellule della guaina del fascio, che hanno una concentrazione più elevata di CO2 rispetto alle cellule della mesofilla.
4. Rigenerazione di PEP:
* Il piruvato viene riportato alle cellule di mesofilla, dove viene convertito in PEP usando ATP e NADPH.
* Questo completa il ciclo.
Vantaggi del percorso C4:
* Concentrazione di CO2 più alta: Il percorso C4 concentra CO2 nelle celle della guaina del fascio, minimizzando la fotorespirazione e aumentando l'efficienza fotosintetica.
* Perdita di acqua ridotta: Le piante C4 possono chiudere i loro stomi più spesso, riducendo la perdita d'acqua attraverso la traspirazione.
* Uso efficiente dell'azoto: Le piante C4 hanno bisogno di meno azoto per produrre la stessa quantità di biomassa delle piante C3.
* maggiore produttività: Le piante C4 possono crescere più velocemente e produrre più biomassa in ambienti caldi e asciutti.
Tuttavia, il percorso C4 ha i suoi svantaggi:
* Costo energetico: Richiede più energia del percorso C3 per funzionare.
* Percorso complesso: Il percorso C4 è più complesso e richiede enzimi e tipi di cellule aggiuntivi.
In sintesi, il percorso C4 è un modo più efficiente per catturare CO2 in ambienti caldi e asciutti. È un adattamento prezioso per le piante che possono migliorare la produttività e la conservazione dell'acqua. Sebbene più complesso, offre vantaggi sul percorso C3 in specifiche condizioni ambientali.
