Fotosintesis adalah proses yang menggunakan air, karbon dioksida (CO2) dan energi matahari untuk mensintesis gula. Hal ini dilakukan oleh banyak tanaman, ganggang dan bakteri. Pada tumbuhan dan ganggang, fotosintesis terjadi di bagian khusus sel yang disebut kloroplas; Terletak di daun dan batang.
Sedangkan kebanyakan tanaman melakukan apa yang dikenal sebagai fotosintesis C3, tanaman yang telah beradaptasi dengan lingkungan panas melakukan bentuk modifikasi yang dikenal sebagai fotosintesis C4.
Fotosintesis C4
Dalam jenis fotosintesis ini CO2 dari lingkungan pertama kali dimasukkan ke dalam asam 4-karbon dalam sel yang dikenal sebagai mesofil. Asam ini diangkut ke sel lain yang dikenal sebagai bundel selubung sel. Dalam sel ini, reaksinya terbalik, CO2 dilepaskan dan kemudian digunakan pada jalur fotosintesis normal (C3). Penggabungan CO2 ke dalam senyawa 3-karbon dikatalisis oleh enzim yang dikenal sebagai Rubisco.
Keuntungan dari fotosintesis C4
Di lingkungan yang panas dan kering fotosintesis C4 lebih efisien daripada fotosintesis C3. Hal ini disebabkan dua alasan. Yang pertama adalah sistem tidak mengalami fotorespirasi, sebuah proses yang bertentangan dengan fotosintesis (lihat di bawah). Yang kedua adalah tanaman dapat menjaga pori-pori mereka menutup untuk waktu yang lama, sehingga menghindari kehilangan air.
Fotorespirasi
Ini adalah proses di mana, alih-alih menambahkan CO2 ke gula yang sedang tumbuh, Rubisco menambahkan oksigen. Dalam situasi di mana fotosintesis berlangsung dengan cepat (pada suhu tinggi, tingkat cahaya yang tinggi atau keduanya), ada begitu banyak O2 yang tersedia sehingga reaksi ini menjadi masalah yang signifikan. Tanaman C4 memecahkan masalah ini dengan mempertahankan konsentrasi CO2 yang tinggi di bagian daun yang sesuai (bundel selubung sel).
Kerugian Air
Tanaman bertukar gas, CO2 dan O2, dengan lingkungannya melalui pori-pori yang dikenal sebagai stomata. Bila stomata terbuka, CO2 dapat berdifusi untuk digunakan dalam fotosintesis dan O2, produk fotosintesis dapat berdifusi. Namun, saat stomata terbuka, tanaman juga kehilangan air akibat transpirasi, dan masalah ini meningkat di iklim yang panas dan kering. Tanaman yang melakukan fotosintesis C4 dapat menjaga agar stomata mereka tertutup lebih banyak daripada setara C3 mereka karena mereka lebih efisien dalam menggabungkan CO2. Ini meminimalkan kehilangan airnya.
Kekurangan
Meskipun fotosintesis C4 jelas menguntungkan di iklim panas dan kering, ini tidak benar pada lingkungan yang sejuk dan lembab. Ini karena fotosintesis C4 lebih kompleks: ia memiliki lebih banyak langkah dan membutuhkan anatomi khusus. Untuk alasan ini, kecuali jika terjadi fotorespirasi atau kehilangan air adalah masalah yang signifikan, fotosintesis C3 lebih efektif. Inilah sebabnya mengapa sebagian besar tanaman melakukan fotosintesis C3.
