C4-Pflanzen

Pflanzen, die effektiver Kohlendioxid binden als C3-Pflanzen und an wärmere Regionen mit höherer Lichteinstrahlung, also tropisches und subtropisches Klima, angepasst sind

Bei C4-Pflanzen ist das erste Produkt der Fotosynthese ein Kohlenstoffkörper mit vier Kohlenstoff (C)-Atomen - daher der Name. Nur etwa drei Prozent aller Pflanzenarten weltweit sind C4-Pflanzen. Die meisten anderen Pflanzen sind C3-Pflanzen: Bei ihnen hat das erste Produkt der Fotosynthese drei C-Atome. Zu den C4-Pflanzen gehören vor allem Gräser. Bekannte C4-Nutzpflanzen sind Amarant, Hirse, Mais und Zuckerrohr.

Bei der Fotosynthese wird aus Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser unter Einfluss von Lichtenergie Sauerstoff und Zucker (Glukose) gebildet.

Bei C4-Pflanzen ist die Fotosynthese arbeitsteilig in zwei verschiedenen Zelltypen organisiert. In den Zellen des Blattgewebes, den Mesophyllzellen, wird CO2 aufgenommen und gespeichert. Die Umwandlung von CO2 in Zucker (Calvin Zyklus) findet dann in den Bündelscheidenzellen statt, die kranzförmig um die Leitbündel gruppiert sind. Die vorgeschaltete CO2-Fixierung funktioniert wie eine Art Pumpe, die das zentrale Enzym der Fotosynthese, die RuBisCO, mit ausreichend CO2 versorgt.

Der Vorteil: auch unter Bedingungen extremer Trockenheit und Hitze, wenn die Pflanzen ihre Spaltöffnungen schließen, um Wasserverluste zu vermeiden, ist genug CO2 vorhanden, um Fotosynthese zu betreiben. C4-Pflanzen können bei hoher Lichteinstrahlung und Temperatur in kürzerer Zeit mehr Biomasse aufbauen als C3-Pflanzen und sind damit an Standorte mit viel Sonne und Wärme angepasst.

Siehe auch

Fotosynthese (Photosynthese) Enzym RuBisCO