Фотосинтеза је основни процес који биљке и неке бактерије користе за претварање светлосне енергије у хемијску енергију, посебно у глукозу. Међутим, не користе све биљке исте фотосинтетске путеве. Ц3, Ц4 и ЦАМ су три различита начина фотосинтезе која се налазе у различитим биљним врстама. Разумевање разлика између ових путева је кључно за разумевање како се биљке прилагођавају различитим условима животне средине. Овај чланак ће истражити јединствене карактеристике и разлике Ц3, Ц4 и ЦАМ фотосинтезе у односу на процесе фотосинтезе и биохемије.
Ц3 Фотосинтеза
Ц3 фотосинтеза је најчешћи и древни облик фотосинтезе, који се налази у већини биљних врста. У овом процесу, угљен-диоксид се иницијално фиксира у једињење са 3 угљеника, фосфоглицерат (ПГА), уз помоћ ензима рибулоза-1,5-бисфосфат карбоксилазе/оксигеназе (Рубисцо). ПГА се затим претвара у глукозу кроз Калвинов циклус. Међутим, фотосинтеза Ц3 има ограничења, посебно при високим температурама и сушним условима, због неефикасности Рубисцо-а у дискриминацији кисеоника.
Ц4 Фотосинтеза
Ц4 фотосинтеза је развијенији и ефикаснији механизам који је еволуирао као одговор на стрес околине, као што су високе температуре и низак ниво угљен-диоксида. За разлику од биљака Ц3, биљке Ц4 су развиле специјалну анатомску и биохемијску стратегију за минимизирање фотореспирације и повећање ефикасности фиксације угљеника. У Ц4 биљкама, угљен-диоксид је у почетку фиксиран у једињење са 4 угљеника, оксалосирћетну киселину, у ћелијама мезофила. Ова једињења са 4 угљеника се затим транспортују у ћелије са омотачем, где ослобађају ЦО2 за Калвинов циклус. Просторно раздвајање почетне фиксације угљеника и Калвиновог циклуса у биљкама Ц4 побољшава способност биљке да успева у топлим и сушним срединама.
ЦАМ Пхотосинтхесис
ЦАМ (Црассулацеан Ацид Метаболисм) фотосинтеза је јединствена адаптација која се налази у сукулентним биљкама, као што су кактуси и агаве, које расту у сушним и полусушним срединама. ЦАМ биљке показују временско одвајање фиксације угљеника иницијално фиксирањем ЦО2 ноћу у органске киселине, које се чувају у вакуолама. Током дана, ове органске киселине се разграђују да би се ослободио ЦО2 за Калвинов циклус. Ово временско раздвајање омогућава ЦАМ биљкама да сачувају воду отварањем својих стомата ноћу када су стопе транспирације ниже и врше фотосинтезу током дана користећи ускладиштени ЦО2.
Све у свему, разлике између фотосинтезе Ц3, Ц4 и ЦАМ леже у њиховим стратегијама фиксације угљеника, анатомским карактеристикама и адаптацијама на различите услове животне средине. Разумевање ових разлика је од суштинског значаја за истраживање фотосинтезе и биохемије, јер они нуде увид у то како су биљке еволуирале да би напредовале у различитим еколошким нишама.