Fijación de carbono C3
La fijación de carbono C 3 es la más común de las tres vías metabólicas para la fijación de carbono en la fotosíntesis , junto con C 4 y CAM . Este proceso convierte el dióxido de carbono y el bisfosfato de ribulosa (RuBP, un azúcar de 5 carbonos) en dos moléculas de 3-fosfoglicerato mediante la siguiente reacción:
Esta reacción fue descubierta por primera vez por Melvin Calvin , Andrew Benson y James Bassham en 1950. [1] La fijación de carbono C 3 ocurre en todas las plantas como el primer paso del ciclo Calvin-Benson . (En las plantas C 4 y CAM, el dióxido de carbono se extrae del malato y entra en esta reacción en lugar de hacerlo directamente del aire ).
Las plantas que sobreviven únicamente en C 3 de fijación ( C 3 plantas ) tienden a prosperar en zonas donde la intensidad de la luz del sol es moderado, las temperaturas son moderadas, de dióxido de carbono concentraciones son alrededor de 200 ppm o superior, [2] y el agua subterránea es abundante. Las plantas C 3 , que se originaron durante las eras Mesozoica y Paleozoica , son anteriores a las plantas C 4 y todavía representan aproximadamente el 95% de la biomasa vegetal de la Tierra, incluidos importantes cultivos alimentarios como el arroz, el trigo, la soja y la cebada.
Las plantas C 3 no pueden crecer en áreas muy calientes porque RuBisCO incorpora más oxígeno en RuBP a medida que aumentan las temperaturas. Esto conduce a la fotorrespiración (también conocida como ciclo del carbono fotosintético oxidativo o fotosíntesis C2), que conduce a una pérdida neta de carbono y nitrógeno de la planta y, por lo tanto, puede limitar el crecimiento.
Las plantas C 3 pierden hasta el 97% del agua absorbida por sus raíces por transpiración. [3] En áreas secas, las plantas C 3 cierran sus estomas para reducir la pérdida de agua, pero esto evita que el CO 2 ingrese a las hojas y, por lo tanto, reduce la concentración de CO 2 en las hojas. Esto reduce la relación CO 2 : O 2 y, por lo tanto, también aumenta la fotorrespiración. Las plantas C 4 y CAM tienen adaptaciones que les permiten sobrevivir en áreas cálidas y secas y, por lo tanto, pueden competir con las plantas C 3 en estas áreas.
La firma isotópica de las plantas C 3 muestra un mayor grado de agotamiento de 13 C que las plantas C 4 , debido a la variación en el fraccionamiento de los isótopos de carbono en la fotosíntesis oxigenada entre los tipos de plantas. Específicamente, las plantas C 3 no tienen PEP carboxilasa como las plantas C 4 , lo que les permite utilizar únicamente ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa (Rubisco) para fijar CO 2 a través del ciclo de Calvin. La enzima Rubisco discrimina en gran medida los isótopos de carbono, evolucionando para unirse solo al isótopo 12 C en comparación con el 13 C (el isótopo más pesado), lo que atribuye a por qué hay un 13 bajoEl agotamiento de C se observa en las plantas C 3 en comparación con las plantas C 4 , especialmente porque la vía C 4 usa PEP carboxilasa además de Rubisco. [4]
