C4-Pflanzen

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

Diese Pflanzen werden C4-Pflanzen genannt, weil das erste Produkt der Fotosynthese ein Kohlenstoffkörper mit vier Kohlenstoff (C)-Atomen ist.

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

C4-Fotosynthese
Hirse

Bei C4-Pflanzen ist die Fotosynthese arbeitsteilig in zwei verschiedenen Zelltypen organisiert. In den normalen Blattzellen (Mesophyllzellen) wird CO2 aufgenommen und gespeichert. Die Umwandlung von CO2 in Zucker (Calvin Zyklus) findet dann in den weiter innen liegenden 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, beständig mit ausreichend CO2 versorgt.

Der Vorteil: Auch unter Bedingungen extremer Trockenheit und Hitze, wenn die Pflanzen ihre Spaltöffnungen dicht machen, 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.

Zu den C4-Pflanzen gehören vor allem Gräser. Bekannte C4-Nutzpflanzen sind Amarant, Hirse, Mais und Zuckerrohr.

Siehe auch:

Fotosynthese (Photosynthese) RuBisCO