Durante a fotossíntese, as plantas usam energia do sol para formar açúcar a partir de dióxido de carbono e água. À medida que as temperaturas sobem, no entanto, a fotossíntese se torna cada vez mais ineficiente na maioria das plantas e diminui drasticamente sua produtividade durante o tempo quente. As plantas C4 - que compreendem apenas 3% das plantas com flores - desenvolveram um meio alternativo de fotossíntese que lhes permite manter a eficiência, mesmo durante o tempo quente. De acordo com John W. Kimball, professor aposentado de biologia de Harvard, apesar do baixo número de espécies C4, eles realizam um quarto da fotossíntese em terra.
O milho comum sobrevive ao calor e ao sol brilhante através da fotossíntese C4.Cana de açúcar
A eficiência fotossintética da maioria das plantas - a taxa na qual elas convertem a energia da luz em energia química que podem usar para impulsionar o crescimento e os processos da vida - varia entre 1 e 4%, com os valores mais altos pertencentes às culturas cultivadas. A cana-de-açúcar, uma planta C4, demonstra uma eficiência fotossintética de cerca de 7%, um dos mais altos níveis de eficiência fotossintética que ocorrem naturalmente na Terra. A fotossíntese C4, que elimina parte do desperdício de energia da fotossíntese isolando processos em diferentes partes da planta, é responsável pela eficiência da cana-de-açúcar. A cana-de-açúcar exemplifica um dos muitos exemplos de plantas C4 encontradas nos trópicos.
Cana de açúcarMilho
Embora a maioria das plantas C4 cresçam nos trópicos, onde o calor constante lhes dá uma vantagem adaptativa, a cultura mais conhecida do mundo ocidental também usa a fotossíntese C4. De fato, a fotossíntese C4 explica em parte o sucesso do milho como cultura. De acordo com os Produtores de Grãos de Ontário, a produção de milho é o dobro da maioria das outras culturas de grãos, e as plantas de milho também produzem duas vezes mais crescimento por ano do que a floresta temperada média. À medida que outras culturas caem sob os longos dias e o calor elevado do verão que reduz a sua capacidade de sintetizar energia, a fotossíntese C4 permite que o milho continue a produção eficiente de energia, permitindo que as plantas cresçam e prosperem mesmo nas condições mais desafiadoras.
Milho
Cacto
A maioria das plantas C4 funciona isolando processos fotossintéticos em diferentes partes da planta, onde altas temperaturas não podem causar ineficiências. Cactos, no entanto, pertencem a um grupo de plantas C4 chamado CAM plantas que usam uma forma de fotossíntese C4 que realiza processos fotossintéticos em diferentes momentos do dia, a fim de maximizar a eficiência e minimizar a perda de água. À noite, os cactos abrem os poros das folhas para permitir a entrada de dióxido de carbono - um ingrediente necessário para a fotossíntese. Se abertas durante o dia, esses poros também são responsáveis por grandes perdas de água, pois a água evapora a partir delas. À noite, as perdas de água são mínimas. Os cactos são submetidos à via fotossintética C4 e armazenam os produtos em suas células. À medida que o sol nasce e a temperatura sobe, os cactos fecham os poros da folhagem e, usando os produtos C4 armazenados, completam o processo fotossintético.
Cacto
