Variabilní přírodní podmínky způsobily zajímavou diferenciaci u rostlin na systém C₃ a C₄. U většiny rostlin je primárním produktem fotosyntézy cukr 3-fosfoglycerát, který je tvořený třemi atomy uhlíku (proto C₃ rostliny). Některé rostliny ale dokážou vytvářet při fotosyntéze čtyřuhlíkaté sloučeniny (proto C₄ rostliny), což jim za cenu vyšší energetické náročnosti umožňuje vyšší produktivitu. C₄ rostliny se proto vyskytují převážně v oblasti tropů a subtropů, kde je relativně vyšší světelná intenzita a teplota. V oblastech s nižší teplotou a světelnou intenzitou jsou naopak oproti C₃ rostlinám znevýhodněné. Mezi C₄ rostliny patří některé hospodářky významné druhy jako např. cukrová třtina nebo kukuřice.

Vzhledem k řadě biochemických důvodů je C₄ mechanismus nejvýhodnější v podmínkách vysoké intenzity světla a vysoké teploty, avšak může být nevýhodný při slabém osvětlení a nízké teplotě. J.R. Ehleringer vypočítal, že v zeměpisné šířce okolo 45° (např. oblast Great plains Severní Ameriky) jsou relativní výhody a nevýhody systémů C₃ a C₄ zhruba v rovnováze. Jestliže budeme zkoumat podíl C₃ a C₄ druhů mezi travinami v různých oblastech v Severní Americe, pak zjistíme, že C₄ systém se vyskytuje se zastoupením více než 50% ve většině oblastí jižně od 40° severní zeměpisné šířky a naopak se zastoupením méně než 50% severně od této šířky. Velká konkurence mezi druhy trav vedla k výběru nejvhodnějšího mechanismu fotosyntézy pro dané stanoviště. Ty C₄ druhy, které se nachází severně od této kritické hranice mají často některé znaky, které jim tento výskyt umožňují, např. mohou mít maximální rychlost růstu v pozdním létě, kdy jsou teploty nejvyšší, zatímco C₃ druhy rostou nejlépe v chladnějších podmínkách na jaře a počátkem léta.

Obr. 5: Předpokládané intenzity fotosyntézy C₃ a C₄ rostlin ve vztahu k zeměpisné šířce v průběhu července. Výhoda C₄ rostlin se ztrácí v zeměpisných šířkách větších než 45° (Ehleringer 1978; Cox & Moore 1999).

<< Předchozí | Nahoru | Následující >>

Zdroje:

BEGON, M., HARPER, J.L. & TOWNSEND, C.R. (1997): Ekologie: jedinci, populace a společenstva. 1. vyd. Vydavatelství Univerzity Palackého, Olomouc. 949 s. ISBN 8070676957

COX, B.C. & MOORE, P. D. eds. (1999): Biogeography: an ecological and evolutionary approach. 6th edition. Oxford: Blackwell Science. ix, 298 s. ISBN 086542778X

EHLERINGER, J.R. (1978): Implications of quantum yield differences on the distribution of C₃ and C₄ grasses. Oecologia 23: 1-12.

LOMOLINO, M. V., RIEDLE, B. R., & BROWN, J. H. eds. (2006): Biogeography. 3rd edition. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. xiii, 845. ISBN 0-87893-062-0

MACDONALD, G.M. (2003): Biogeography – Space, Time and Life. John Wiley & Sons, Inc. New York. ISBN 0-471-24193-8