С₄-растения появились главным образом в более засушливых районах тропической зоны, к которым они приспособлены в двух отношениях: во-первых, у этих растений выше максимальная скорость фиксации СО₂, и потому они более эффективно используют высокую интенсивность освещения и высокие температуры тропических районов; во-вторых, С₄-растения лучше переносят засуху. Чтобы уменьшить потерю воды путем транспирации, растения обычно уменьшают отверстия устьиц, а это сокращает и поступление СО₂. У С₄-растений двуокись углерода фиксируется настолько быстро, что все время сохраняется крутой градиент концентрации СО₂ между окружающим воздухом и внутренней средой; потому-то они и растут быстрее. К тому же на каждую фиксированную молекулу СО₂ они расходуют в два раза меньше воды, чем С₃-растения.

Однако в более прохладных и более влажных районах умеренной зоны, где ежесуточный период высокой интенсивности света короче, С₃-растения успешно конкурируют с С₄-растениями, так как им не нужна дополнительная энергия (примерно 15%) для фиксации двуокиси углерода, что дает им некоторые преимущества в условиях меньшей освещенности.

Таблица 9.8. Сравнение С₃- и С₄-растений

9.9. Фотосинтезирующие бактерии и сине-зеленые водоросли

9.9. Фотосинтезирующие бактерии и сине-зеленые водоросли

Фотосинтез, по-видимому, впервые появился у прокариот, и потому его особенности у этих организмов представляют немалый интерес. В табл. 9.9 приведены некоторые важные различия и черты сходства фотосинтеза у прокариот и эукариот.

Таблица 9.9. Сравнение фотосинтеза у прокариот и эукариот

Известны три основные группы фотосинтезирующих бактерий:

1. Зеленые серобактерии (например, Chlorobium).

Анаэробные бактерии, использующие в качестве доноров водорода и электронов сероводород (H₂S) и другие восстановленные соединения серы.

Пример:

При этом откладывается сера.

2. Пурпурные серобактерии (например, Chromatium). Клетки имеют темно-красный цвет, так как бактериохлорофилла гораздо меньше, чем красных и коричневых пигментов. Это в основном анаэробы; фотосинтез у них происходит так же, как и у предыдущей группы.