C₄-Stoffwechsel im Detail
Der C₄-Stoffwechsel läuft in zwei verschiedenen Zelltypen ab: Mesophyllzellen (außen) und Leitbündelscheidenzellen (innen um die Leitgefäße). Das ist die räumliche Trennung, die C₄-Pflanzen so effizient macht.
In den Mesophyllzellen bindet PEP-Carboxylase CO₂ an Phosphoenolpyruvat (PEP). Dabei entsteht Oxalacetat (C₄), das zu Malat umgewandelt wird. Malat ist wie ein CO₂-Transporter - es bringt den Kohlenstoff sicher zu den inneren Zellen.
In den Leitbündelscheidenzellen wird Malat decarboxyliert - das heißt, CO₂ wird wieder abgespalten. Dadurch steigt die CO₂-Konzentration stark an, und Rubisco kann super effizient arbeiten. Das entstehende Pyruvat wird zu PEP regeneriert.
Der große Vorteil: Selbst wenn die Stomata geschlossen sind (Wassersparmaßnahme), reicht das gespeicherte CO₂ für die Fotosynthese aus. C₄-Pflanzen können also auch bei Trockenheit produktiv bleiben.
Verständnis-Check: C₄ = räumliche Trennung, erste Fixierung mit PEP-Carboxylase, dann Calvin-Zyklus mit Rubisco. Zwei Enzyme, zwei Orte, ein Ziel: maximale Effizienz!