Cam Bitkileri

C3, C4 VE CAM BİTKİLERİ Yeryüzündeki hemen hemen tüm bitkiler karbondioksiti kendi sistemlerine özüm-seme yolları dikkate alındığında iki gruba ayrılırlar: C3 ve C4 bitkileri. Bitkilerin çok büyük bir bölümü C3 bitkisidir. C3 bitkile¬rinde fotosentezin ışıktan bağımsız olarak gerçekleşen evresinde (Kalvin döngüsü) karbondioksit kloroplasta girer girmez 5 karbonlu Ribulose 1,5 bifosfata birleşe¬rek altı karbonlu bir ara bileşik oluşturur. Bu kararsız ara bileşik hızlı bir şekilde iki molekül üçer karbonlu fosfagliserik asit (PGA) oluşturur. Bu nedenle bu bitkilere ilk oluşan ara ürünün karbon sayısını da ifa¬de eden C3 bitkisi denir. Yeryüzünde ya¬şayan bitkilerin çok büyük bir bölümü C3 bitkisidir. Bu metabolik yol soğuk ve nemli ortamlarda, su kaybının çok yüksek oldu-ğu sıcak ve kurak bölgelerde yaşayan bitki türlerinde karbondioksit 3 karbonlu fosfo-fenol pürivat (PEP) adlı bir akseptöre bağ¬lanarak 4 karbonlu okzaloasetat ve daha sonra dört karbonlu ürün malik asit oluşur. Bu nedenle bu bitkilere de C4 bitkileri de-nir. Karbondioksitin PEP e bağlanmasını sağlayan PEP karboksilaz emzimidir. Bu enzim sıcak ve kurak koşullarda karbon¬dioksitin bağlanmasını etkin biçimde ka-talizler. Bu nedenle C4 bitkilerinde yüksek ışık yoğunluğu ve yüksek sıcaklık altında fotosentez C3 bitkilerine göre daha etkin biçimde gerçekleşir. C4 bitkilerinde yüksek ışık yoğunluğu ve yüksek sıcaklık altında fotosentez C3 bitkilerine göre daha etkin biçimde gerçekleşir. C4 bitkileri için mısır ve birçok tek yıllık yaz bitkileri örnek olarak verilebilir. Hem C3 hem de C4 bitkilerinde stomalar gündüzleri açıktır. Fotosentezin normal işleyen sürecine (C3 bitkileri) göre farklı bir uyum olarak düşünülebilecek C4 bitkilerine ilaveten şeker kamışı, kaktüs gibi sıcak ve kurak bölgelerde yaşayabilen birçok sukkulent (gövdesinde su depolayan) bitkide de ikincil bir uyum tesbit edilmişir. Bu bitkilerde gündüz su kaybını önlemek amacıyla stomalar kapalıdır. Fakat bu durum bitkiye fotosentez için gerekli olan karbondioksit girişini önler. Bu nedenle bu bitkilerde stomalar geceleri açılarak karbondioksit alınır. Alınan karbondioksit bir organik aside dönüştürülerek depo edilir. Gündüz kalvin döngüsü için gerekli olan diğer moleküller üretilince karbondioksit organik asitten ayrılır ve Kalvin döngüsüne girer. Bu mekanizma ilk defa Crassulecea ailesine ait bitkilerde tespit edil¬diği ve Crassulacean Acid Metabolism olarak ifade edildiği için kısaca CAM olarak bilinmekte¬dir. Yukarıda belirtilen bitki türlerine ilaveten bazı eğrelti türleri, ananas ve mumçiçeği de CAM bitkilerine örnek olarak verilebilir. Buraya kadar ifade edilen tüm bilgiler C4 bitkilerinde fotosentezin C3 bitkilerine göre daha etkili biçimde olduğunu göstermekte¬dir. Bilinen bitki türlerinin sadece % 5 ine ya¬kınının C4 bitkisi olduğu düşünülürse neden yeryüzünde bitkilerin büyük bölümü C4 ola¬rak yayılış göstermemektedir? Bu sorunun cevabı C3 ve C4 bitkisinin yaptığı fotosen¬tezde gizlidir. C4 bitkileri, sadece kuvvet¬li ışıkta ve sıcak ortamlarda daha etkilidir. Aşağıda verilen denklemlerde incelenirse sı¬cak ve kurak olmayan bir ortamda C4 bitkisinin C3 bitkisine göre daha az etkin olacağı görülebilir çünkü C4 bitkisi fotosentezi gerçekleştirmek amacıyla daha fazla ATP harcayacaktır.