Plantas C3, C4 y CAM – Cuadro comparativo

C3, C4 y CAM son tres procesos diferentes que utilizan las plantas para fijar el carbono durante la fotosíntesis. La fijación de carbono es la forma en que las plantas captan el carbono del dióxido de carbono atmosférico y lo convierten en moléculas orgánicas como los carbohidratos.

Cuadro comparativo

Característica de la plantaVía C3Vía C4Camino CAM
Tasa de fotorrespiraciónAltaBaja / insignificanteMuy baja / insignificante
Anatomía de la hojaTípicaKranzXeromórfica
Ambientes típicosTodosTropical, temperaturas diurnas elevadas, sequíaSeco, árido
¿Estoma abierto durante el día?SiSiNo
Número de pasos en el camino122
Primera molécula producida en víaÁcido 3-fosfoglicéricoÁcido málico o ácido aspárticoMalato
¿Utiliza el ciclo de Calvin ?sisisi

Plantas C3

La vía C3 recibe su nombre de la primera molécula producida en el ciclo (una molécula de 3 carbonos) llamada ácido 3-fosfoglicérico. Aproximadamente el 85% de las plantas de la Tierra utilizan la vía C3 para fijar el carbono a través del ciclo de Calvin. Durante el proceso de un solo paso, la enzima RuBisCO (ribulosa bisfosfato carboxilasa / oxigenasa) provoca una reacción de oxidación en la que parte de la energía utilizada en la fotosíntesis se pierde en un proceso conocido como fotorrespiración. El resultado es una reducción de aproximadamente un 25% en la cantidad de carbono que fija la planta y que se libera a la atmósfera como dióxido de carbono. Las vías de fijación de carbono utilizadas por las plantas C4 y CAM han agregado pasos para ayudar a concentrar y reducir la pérdida de carbono durante el proceso. Algunas especies de ejemplos de plantas C3 comunes son espinacas, maní, algodón, trigo, arroz, cebada y la mayoría de árboles y pastos.

esquema ciclo de calvin


La imagen de arriba muestra la vía de fijación de carbono C3, también conocida como el ciclo de Calvin, que utiliza mis muchos tipos de plantas.

Plantas C4

El proceso C4 también se conoce como la vía Hatch-Slack y recibe su nombre de las moléculas intermedias de 4 carbonos que se producen, ácido málico o ácido aspártico. No fue hasta la década de 1960 que los científicos descubrieron la vía C4 mientras estudiaban la caña de azúcar. C4 tiene un paso en el camino antes del ciclo de Calvin que reduce la cantidad de carbono que se pierde en el proceso general. Las moléculas de ácido málico o ácido aspártico mueven el dióxido de carbono que absorbe la planta a las células de la vaina (en este punto las moléculas se denominan malato y aspartato). El contenido de oxígeno dentro de las células de la vaina del haz es muy bajo, por lo que es menos probable que las enzimas RuBisCO catalicen reacciones de oxidación y desperdicien moléculas de carbono. Las moléculas de malato y aspartato liberan el dióxido de carbono en los cloroplastos de las células de la vaina del haz y comienza el ciclo de Calvin. Las células de la vaina del paquete son parte de la anatomía de la hoja de Kranz que es característica de las plantas C4.

Aproximadamente el 3% o 7,600 especies de plantas usan la vía C4, aproximadamente el 85% de las cuales son angiospermas (plantas con flores). Los ejemplos de plantas C4 incluyen maíz, caña de azúcar, mijo, sorgo, piña, margaritas y repollo.

plantas c4 esquema


La imagen de arriba muestra la vía de fijación del carbono C4.

Plantas CAM

Las plantas que usan el metabolismo del ácido crasuláceo, también conocidas como plantas CAM, son suculentas que son eficientes para almacenar agua debido a los climas secos y áridos en los que viven. La palabra crasuláceo proviene del latín crassus que significa “espeso”. Hay más de 16.000 especies de plantas CAM en la Tierra, incluidos por ejemplo los cactus, sedum, jade, orquídeas y agave. Las plantas suculentas como los cactus tienen hojas gruesas y llenas de humedad y también pueden tener una capa cerosa para reducir la evaporación.

Las plantas CAM mantienen su estoma cerrado durante el día para evitar la pérdida de agua. En cambio, el estoma se abre por la noche para absorber el dióxido de carbono de la atmósfera. El dióxido de carbono se convierte en una molécula llamada malato que se almacena hasta que vuelve la luz del día y comienza la fotosíntesis a través del ciclo de Calvin.

plantas cam esquema


La imagen de arriba muestra la vía de fijación de carbono CAM utilizada por plantas que viven en ambientes secos y áridos.