Qual a diferença das plantas C3 e C4?

Perguntado por: areis . Última atualização: 15 de julho de 2022
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O fato de as plantas C4 lidarem melhor com temperaturas mais altas também permitem que seus sistemas de captação de luz possam suportar intensidades luminosas muito maiores. Com isto, enquanto as plantas C3 funcionam bem entre 400 a 500 µmoles de fótons.

A FOTOSSÍNTESE DE PLANTAS C4 É UMA ADAPTAÇÃO CONTRA A FOTORRESPIRAÇÃO QUE É MUITO COMUM EM AMBIENTES QUENTES E SECOS. A FOTOSSÍNTESE C4 É MUITO MAIS EFICIENTE QUE A FOTOSSÍNTESE C3 EM CONDIÇÕES DE MAIOR TEMPERATURA, LUMINOSIDADE E DEFICIÊNCIA DE ÁGUA.

A fotossíntese C4 é uma via fotossintética adaptativa que evoluiu para diminuir os efeitos prejudiciais do declínio gradual de CO2 atmosférico, como a fotorrespiração, sendo conhecida também como via de Hatch-Slack.

Exemplos de plantas C3 agrícolas são o arroz e a cevada. As plantas C3 têm dificuldade em crescer em regiões muito quentes porque nessas condições a enzima RuBisCO, normalmente encarregada pela carboxilação a partir do CO2, incorpora mais oxigénio à ribulose 1,5-bisfosfato à medida que a temperatura aumenta.

As espécies C4 têm maior fotossíntese líquida em alta irradiância. Isso ocorre devido ao fato de que a fotorrespiração é um processo quase ausente nestas plantas, ou seja, a fotossíntese líquida não é inibida pela alta concentração de O2 em altas temperaturas e irradiâncias.

Algumas características de plantas C3 e C4. De maneira geral, as plantas C4 apresentam-se mais eficientes que aquelas do grupo C3 quando submetidas a condições ambientais limitantes como, por exemplo, déficit hídrico ou temperaturas elevadas.

Ela consome o carbono fixado, desperdiça energia, e tende a acontecer quando as plantas fecham seus estômatos (poros foliares) para reduzir a perda de água. Altas temperaturas tornam o processo ainda pior. Algumas plantas, ao contrário do trigo e da soja, podem escapar dos piores efeitos da fotorrespiração.

Nas plantas com fotossíntese em C4 as nervuras são rodeadas por bainhas perivasculares fotossintéticas, que por sua vez, são rodeadas por células fotossintéticas do mesófilo. A fotossíntese em C4 ocorre em muitas espécies e fixa o CO2 em ácidos tetracarboxílicos nas células do mesófilo.

Isto é benefício para a fixação de carbono nas plantas C4, pois reduz o vazamento de CO2 na forma de bicarbonato das células da bainha (Badger, 2003).

Plantas como soja, milho feijão e todas as árvores que tiveram a fotossíntese estudada até o momento, usam a via C3 para a fotossíntese. Algumas plantas, principalmente gramíneas (cana-de-açúcar e milho p. ex.) e parte das bromélias, desenvolveram um sistema complementar à via C3 chamado de via C4.

A fixação do carbono na fotossíntese ocorre através de diferentes mecanismos. As plantas são classificadas como C3, C4 ou CAM conforme os mecanismos fotossintéticos utilizados. A transformação do CO2 atmosférico em açúcares no ciclo C3 foi elucidada por Calvin & Benson, na década de 50.

Nas angiospermas, as plantas CAM têm sido encontradas nas famílias Cactaceae, Crassulaceae, Orchidaceae, Bromeliaceae, Liliaceae, Euphorbiaceae e outras. Entre as espécies de importância econômica com metabolismo CAM estão o abacaxi, o sisal e as numerosas espécies de cactos e orquídeas.

As espécies C3 são plantas mais eficientes em condições de clima temperado, principalmente sob temperaturas amenas, em que as perdas por fotorrespiração são minimizadas. Como consomem menos ATP por molécula de CO2 fixado, as espécies C3 acabam sendo mais eficientes que as C4 (SAGE et al., 2011).

As enzimas e reações do ciclo de Benson-Calvin, que ocorrem no estroma dos cloroplastos, foram inicialmente estudadas e elucidadas pela equipe de Benson e Calvin, nos anos 50 (BENSON & BENSON-CALVIN,1950), e podem ser vistas segundo as fases do ciclo.

Isso ocorre pois plantas C3 perdem uma quantidade de CO2 durante a fotorrespiração. Quando a concentração de CO2 é baixa, a fotorrespiração C3 é ineficiente devido a esse fato, ou seja, além da concentração estar baixa, a planta ainda perderia parte do CO2 no processo.

A grande diferença nas plantas C4 e CAM são os mecanismos bioquímicos para concentrar o dióxido de carbono, o qual permite às plantas CAM mitigar os impactos da fotorrespiração, e com isso, são favorecidas em ambientes com baixas concentrações de CO2 e água.

É um dos três métodos de fixação do carbono na fotossíntese, juntamente com a fixação C4 e a CAM. Este processo converte o dióxido de carbono e a ribulose 1,5-bisfosfato (RuBP, um açúcar de 5 carbonos já existente na planta) em duas moléculas de 3-fosfoglicerato, que dirigem os carbonos procedentes do CO2.

O milho é uma espécie com metabolismo fotossintético C4, caracterizado por um mecanismo de concentração de CO2 no sítio ativo da Ribulose-bifosfato-carboxilaseoxigenase (Rubisco) do ciclo de Calvin e Benson, que mantém alta razão CO2/O2 e elimina a fotorrespiração.

As leguminosas possuem forma e estrutura de plantas cujas sementes contam com dois cotilédones, as primeiras folhas que surgem na fase de germinação. Por isso, são chamadas de dicotiledôneas. As gramíneas, por sua vez, são monocotiledôneas – as sementes têm um cotilédone.

As gramíneas apresentam dois sistemas de raízes: 1) raízes seminais ou embrionárias e 2) raízes permanentes, caulinares ou adventícias. 1) As raízes seminais ou embrionárias têm origem no embrião e estão cobertas pela coleorriza. A duração dessas raízes é curta, correspondendo a algumas semanas.