Die Photosynthese läuft nicht in allen Pflanzen gleich ab, sondern ist abhänig von der Pflanzenart. Um sich an Standort- bzw. Klimabedingungen optimal anzupassen, haben sich zudem besondere Formen der CO2-Fixierung entwickelt, um kleine CO2 Mengen effektiver nutzen zu können. Dies sind sogenannte C4- und CAM-Pflanzen.
Was sind C3 Pflanzen?
Die älteste und effektivste Methode der Kohlendioxidbindung ist die C3-Photosynthese, die bei mäßigen Temperaturen und Lichtbedingungen stattfindet. Das Kohlendioxid wird passiv durch Spaltöffnungen aufgenommen. Wenn die Temperaturen sehr hoch und die Luftfeuchtigkeit sehr niedrig sind, dann schließen diese Pflanzen ihre Spaltöffnungen, was die CO2-Aufnahme verringert und den Prozess der Photosynthese reduziert.
Im Calvin-Benson-Zyklus wird zunächst durch das Enzym RuBisCo ein Molekül Kohlendioxid und Ribulose 1,5-bisphosphat zu zwei Molekülen 3-Phosphoglycerat (3-PGA) umgewandelt. Der Name C3-Photosynthese geht auf diese Verbindung mit drei Kohlenstoffatomen zurück.
Die Mehrheit aller Pflanzen und somit auch der beliebten Zimmerpflanzen betreibt diese Form der Photosynthese!
Was sind C4 Pflanzen?
C4-Pflanzen haben eine effektivere CO2-Bindung im Vergleich zu C3-Pflanzen. Im Gegensatz zu C3-Pflanzen können C4-Pflanzen auch bei geschlossenen Spaltöffnungen weiterhin Photosynthese betreiben, da die CO2-Fixierung und der sich daran anschließende Stoffwechsel räumlich voneinander getrennt ablaufen.
Die C4-Photosynthese besitzen weniger Pflanzen - überwiegend Gräser nutzen diese besondere Form der Photosynthese.
Was sind CAM Pflanzen?
Unter extremen Umweltbedingungen, beispielsweise in der Wüste, öffnen Pflanzen ihre Spaltöffnungen nur nachts, um Kohlenstoffdioxid aufzunehmen. Dies hat den Grund, dass zu dieser Zeit die Verdunstung nicht so hoch wie am Tag ist.
C-Atome werden in Apfelsäure umgewandelt und in den Vakuolen der Zelle gespeichert. Während des Tages, wenn die Spaltöffnungen geschlossen sind, wird CO2 aus der in den Vakuolen gespeicherten Äpfelsäure freigesetzt und kann dann für die Photosynthese verwendet werden.
Eine CAM-Photosynthese wird von Kakteengewächsen und Sukkulenten genutzt.
