Значение на пътя C4
Смята се, че пътят C4 се е развил по-късно от пътя C3 и това е довело до подобрение вмеханизма на фиксиране на въглероден диоксид. Растенията C4 увеличават сухото вещество по-бързо от растенията C3 и са по-високодобивни култури, открити в някои части на света (вижте по-долу).
C4 растенията са разпространени главно в сухите райони на субтропиците и тропиците.Адаптирането на тези растениякъм съществуващите климатични условия протича по два основни начина. Първо, тяхната максимална скорост на фиксиране на въглероден диоксид е станала по-висока; в това отношение по-високата светлина и температура също са използвани по-ефективно. Светлинната наситеност се постига при по-високи стойности на светлината от C3 растенията. С други думи, интензивността на фотосинтезата се увеличава с увеличаване на осветеността до по-високо ниво, отколкото при C3 растенията.
Второ, растенията C4 са по-устойчиви на условия на суша. Обикновено, за да се намали загубата на влагапоради изпаряване на растението, отворите на устицата се намаляват; като по този начин се намалява зоната за проникване на въглероден диоксид. Въглеродният диоксид се фиксира в растенията Q толкова бързо, че се създава стръмен градиент на концентрация на въглероден диоксид между атмосферата и вътрешната среда, което позволява по-висок растеж от растенията C3. В сравнение с C3 растенията, C4 растенията губят наполовина по-малко вода за всяка свързана молекула въглероден диоксид. Оптималната температура на растеж за C растения също е по-висока, отколкото за Q растения.
Въпреки това, в по-студени, по-влажни региони с умерен климат, където нивата на светлина са високи само за няколко часа на ден, допълнителната енергия (над 15%), необходима на C4 растенията за фиксиране на въглероден диоксид, вероятно е ограничаващият фактор. При такива условия Sz-растенията може дори да имат предимства пред растенията C4. В умерения климат C3 култури като пшеница, картофи, тютюн, захарно цвекло и соя растат по-ефективно от C4 култури като царевица, захарна тръстика, сорго и просо. Основните разлики между растенията C3 и C4 са представени в таблицата.
Минерално хранене на растения и животни
Автотрофното храненее не само синтез на въглехидрати от въглероден диоксид и вода, но и последващо използване на вещества като нитрати, сулфати и фосфати за получаване на други основни органични съединения, включително протеини и нуклеинови киселини. Хетеротрофните организми, като животните, също се нуждаят от някои минерални съединения, за да допълнят своята органична храна. В много случаи едни и същи процеси изискват едни и същи хранителни вещества, така че е удобно да се разглежда цялата област на минералното хранене като мост между автотрофното и хетеротрофното хранене.
Биогенните елементи, необходими за успешния растеж и възпроизводството на даден организъм, се наричат основни елементи. Основните основни елементи за живота са въглерод, водород, кислород, азот, сяра, фосфор, калий, натрий, магнезий, калций и хлор. В допълнение към тях, всички организми в следи от количества (няколко части на милион) задължително се нуждаят от някои други елементи. Тези елементи включват манган, желязо, кобалт, мед и цинк; понякога са необходими съединения на молибден, ванадий, хром и други тежки метали, както и бор, силиций, флуор и йод. Всички тези вещества, с изключение на въглерода, водорода и кислорода, се получават от зелените растения от почвата и водата под формата на минерали. Механизмът на придобиване е разгледан в гл. 13. Микроелементи(неорганични) в хетеротрофните организми (животни и гъби) понякога се комбинират с витамини (органични съединения), наречени микроелементи. И двете съединения са необходими в следи от количества, но играят сходна и много важна роля в клетъчния метаболизъм, тъй като често са ензимни кофактори. Витамините ще бъдат обсъдени в нашата статия.
Автотрофните организмиса способни да синтезират витамините, от които се нуждаят. Други основни елементи се наричат макронутриенти. Отбелязва се, че дефицитът на някой от елементите води до развитие на дефицитни заболявания.
Някои примериза функциите на основните минералиса дадени в таблицата. Проучването на тази таблица ви позволява да видите, че минералите се абсорбират от растенията под формата на отделни йони, както аниони (отрицателно заредени), така и катиони (положително заредени). Същото важи и за микроелементите, въпреки че техните йони не са представени в таблицата.
Животните получаватне всички необходими елементи под формата на минерали. Например, по-голямата част от азота влиза в животинското тяло под формата на протеини.
Балансът на микроелементитеиграе важна роля за поддържане на плодородието на почвата. Известни са обаче екстремни случаи, когато растенията растат на места с висока степен на замърсяване с метали: например в сметища на развалени минни предпазители или в находища на естествени минерали. Такива растения могат да бъдат токсични за тревопасните животни, но в същото време същите тези растения осигуряват известна полза за хората, като покриват грозни парчета земя.