Cara Fiksasi CO2 pada Tanaman C4 dan CAM

Gambar 1. Nanas merupakan salah satu jenis tanaman C4

Pada tanaman C4, CO₂ yang diikat sel-sel mesofil akan diubah terlebih dulu menjadi oksaloasetat (senyawa 4C), setelah bereaksi dengan PEP (fosfoenolpiruvat). Peng-gabungan ini dikatalisir oleh PEP karboksilase. Selanjutnya dengan bantuan NADPH₂, oksaloasetat diubah menjadi malat (senyawa 4C). Senyawa ini kemudian memasuki sarung berkas pembuluh. Malat, dalam sel-sel sarung berkas pembuluh, mengalami dekarboksilasi menjadi piruvat dan CO₂. Selanjutnya, CO₂ memasuki jalur siklus Calvin.

Perhatikan skema reaksi penangkapan CO₂ pada tanaman C₄ berikut.

1)   Di daerah mesofil:

2)   Di sarung berkas pengangkut:

Jalur C₄ lebih efisien daripada tanaman C₃ dalam hal fiksasi CO₂. Sistem fiksasi CO₂ pada tanaman C₄ bekerja pada konsentrasi CO₂ jauh lebih rendah (sebesar 1–2 ppm) daripada pada sistem C₃ (> 50 ppm). Dengan demikian, pada hari yang amat panas, tanaman C₄ menutup stomatanya untuk mengurangi kehilangan air, tetapi tetap dapat memperoleh CO₂ untuk keperluan fotosintesis-nya. Alasan inilah yang menyebabkan tanaman C₄ mampu beradaptasi pada habitat dengan suhu tinggi, kelembapan rendah, dan sinar matahari terik pada siang hari.

Beberapa tanaman yang hidup di daerah kering dan panas, misalnya kaktus, lili, dan anggrek memiliki cara khusus dalam penambatan CO₂ untuk proses fotosintesis. Pada umumnya tanaman mengikat (memfiksasi) CO₂ pada siang hari, tetapi pada tanaman yang hidup di daerah kering pengikatan CO₂ terjadi pada malam hari sehingga tanaman-tanaman tersebut memiliki tipe khusus yang dinamakan crassulacean acid metabolism (CAM). Crassulaceae merupakan suatu familia dalam taksonomi tubuh. Tanaman ini memiliki batang yang mengandung air atau sukulen.

Seperti halnya tanaman C₄, tanaman yang termasuk dalam familia Crassulaceae menambat CO₂ dengan bantuan enzim PEP karboksilase dan mengubahnya menjadi oksaloasetat, tetapi dalam waktu berlainan. Pada tanaman familia Crassulaceae penambatan CO₂ terjadi pada malam hari ketika stomatanya membuka. Oksaloasetat yang diubah menjadi malat akan disimpan dalam vakuola. Ketika stomata menutup pada siang hari, malat mengalami reaksi dekarboksilasi dan menghasilkan piruvat dan CO₂.

Selanjutnya, CO₂ memasuki siklus Calvin untuk membentuk PGAL (G3P). Perhatikan skema fiksasi CO₂ pada tanaman CAM berikut.

1)      Pada malam hari:

2)      Pada siang hari: