ஹாட்ச் மற்றும் ஸ்லாக் வழித்தடம் அல்லது C4 சுழற்சி அல்லது டைகார்பாக்சிலிக் அமில வழித்தடம் அல்லது டைகார்பாக்சிலேஷன் வழித்தடம்

ஹாட்ச் மற்றும் ஸ்லாக் வழித்தடம் அல்லது C4 சுழற்சி அல்லது டைகார்பாக்சிலிக் அமில வழித்தடம் அல்லது டைகார்பாக்சிலேஷன் வழித்தடம்

1965 வரை கார்பன்-டை-ஆக்ஸைடை நிலைநிறுத்தக் கால்வின் சுழற்சி மட்டுமே உதவுகிறது எனக் கருதப்பட்டது. ஆனால் 1965 கோர்ட்சாக், ஹார்ட் மற்றும் பர் ஆகியோரின் முயற்சியால் கரும்பில் நடைபெறும் C₄ அல்லது டைகார்பாக்சிலிக் அமில வழித்தடம் கண்டறியப்பட்டது. 

ஐசோடோப் கார்பனைப் (14C) பயன்படுத்தி ஒளிச்சேர்க்கை சோதனை செய்தபோது (மாலேட், அஸ்பார்டேட் ஆகியவை 14C குறீயீடு செய்யப்பட்ட விளைபொருட்களாக இருந்தன. இந்தக் கண்டுபிடிப்பானது ஹாட்ச், ஸ்லாக் ஆகியோரால் 1967-இல் உறுதி செய்யப்பட்டது. இந்த மாற்று வழிதடமானது பல்வேறு வெப்பமண்டல மற்றும் துணை வெப்ப மண்டலப் புற்கள் மற்றும் சில இருவிதையிலை தாவரங்களின் C02 நிலைநிறுத்தத்தில் கண்டறியப்பட்டது. C4 சுழற்சியானது 1000-க்கும் மேற்பட்ட சிற்றினங்களில் இதுவரை கண்டறியப்பட்டுள்ளது. அவற்றில் 300 சிற்றினங்கள் இருவிதையிலை தாவரங்களாகவும் மற்றவை ஒருவிதையிலை தாவரங்களாகவும் உள்ள து. இவ்வுலகின் உயிர்திரளில் 5% C4 தாவரங்ளாகளாக உள்ளன. இதில் 1% தெரிந்த தாவரங்களாக உள்ளன. இவ்வாறு குறைந்த அளவே இவை இருந்தாலும் நிலத்தில் நடைபெறும் கார்பன் நிலைநிறுத்தத்தில் 30% பங்கு வகிக்கின்றன. C4 தாவரங்களின் அளவு அதிகரிப்பு , C02 வின் உயிர்சமநிலைக்கு உதவியாகவும், பருவகால மாற்றத்தைத் தடுக்க உதவும் வழிமுறையாகவும் உள்ளது.

C4 சுழற்சி இருநிலைகளில் நிறைவடைகிறது. முதல் நிலை இலை இடைத்திசு செல்களின் ஸ்ட்ரோமாவில் நடைபெறுகிறது. இங்கு C02 ஏற்பியாக 3 கார்பன் பொருளான பாஸ்போஈனால் பைருவேட் உள்ளது. இது C02 வுடன் இணைந்து 4 கார்பன் பொருளான ஆக்சலோ அசிட்டிக் அமிலம் (OAA) உருவாகிறது. முதலில் உருவாகும் பொருள் ஒரு 4 கார்பன் என்பதால் இச்சுழற்சி C4 சுழற்சி எனப் பெயரிடப்பட்டது. 

ஆக்சலோ அசிட்டிக் அமிலமானது ஒரு டைகார்பாக்சிலிக் அமிலம் ஆகும் எனவே இச்சுழற்சி டைகார்பாக்சிலிக் அமில சுழற்சி எனவும் அழைக்கப்படுகிறது (படம் 13.18).

கார்பன்-டை ஆக்ஸைட் நிலைநிறுத்தும் இரு இடங்களில் நடைபெறுகிறது. அவை முறையை இலையிடைத் திசு மற்றும் கற்றை உறை செல்கள் (டைகார்பாக்சிலேஷன் வழித்தடம்)

ஒரு வறண்ட சுழ்நிலையில் வாழும் வெப்ப மண்டலத் மற்றும் மித வெப்ப மண்டல தாவரங்களின் தகவமைப்பாக இது உள்ளது.

C4 தாவரங்களில் ஒளிச்சுவாசம் நிகழாததால் குறைவான இழப்புடன் CO2 நிலைப்படுதல் நடைபெருகிறது ஒரு கார்பன்டை ஆக்சைடை நிலைநிறுத்தம் செய்ய 5 ATP மற்றும் 2NADPH + H+ தேவைப்படுகிறது.

1. நிலை I: இலையிடைத் திசுக்கள்

இலையிடைத்திசு செல்களின் ஸ்ட்ரோமாவில் CO2, PEP - யால் நிலைப்படுத்தப்பட்டு ஆக்சலோஅசிட்டிக் அமிலம் உருவாகிறது. 

இவ்வாறு தோன்றிய ஆக்சலோ அசிட்டிக் அமிலம் (OAA), மாலிக் அமிலம் அல்லது ஆஸ்பார்டிக் அமிலமாக மாற்றமடைகிறது இவற்றுள் மாலிக் அமிலம் பின்னர் பிளாஸ்மோடெஸ்மேட்டா வழியாகக் கற்றை உறை செல்களுக்குக் கடத்தப்படுகிறது.

2. நிலை II: கற்றை உறைசெல்கள்

மாலிக் அமிலமானது கார்பன் நீக்க வினையின் மூலம் 3 கார்பன் பொருளான பைருவிக் அமிலம் மற்றும் CO2 வை உருவாக்குகிறது. இதில் வெளியேற்றப்பட்ட CO2 வானது RUBP வுடன் இணைந்து கால்வின் சுழற்சியைத் தொடர்கிறது. இது இரண்டாம்நிலை CO2 நிலைநிறுத்தமாகும். இதன் முடிவில் உருவாக்கப்படும் கார்போஹைட்ரேட்டானது ஃபுளோயத்திற்கு கடத்தப்படுகிறது. 

பைருவிக் அமிலம் இலையிடத் திசு விற்கு கடத்தப்படுகிறது

மாணவர் செயல்பாடு

• நெல் (C₃) மற்றும் கரும்பு (C₄) இலைகளைச் சேகரிக்கவும்.

• இலையின் குறுக்கு வெட்டு தோற்றங்களை எடுக்கவும்.

• வெட்டுதுண்டுகளை நுண்ணோக்கியின் துணையுடன் உற்றுநோக்கவும்.

• உள்ளமைப்பு வேறுபாடுகளைக் காணவும்

• (இருபடிவ பசுங்கணிகம் மற்றும் கிரான்ஸ் உள்ளமைப்பு)

உங்களுக்குத் தெரியுமா? 

கிரான்ஸ் உள்ளமைப்பு (Kranz Anatomy): Kranz எனும் ஜெர்மன் சொல்லிற்கு ஒளிவட்டம் அல்லது வளையம் என்று பொருள். C4 தாவரங்களில் வாஸ்குலார் கற்றையைச்சூழ்ந்து ஒரு அடுக்கிலான கற்றை உறை காணப்படுகிறது. கற்றை உறையைச் சூழ்ந்து வளையம்போன்ற இலையிடைத் திசு செல்கள் அமைந்துள்ளது. இருவகை வடிவுடைய பசுங்கணிகங்கள் காணப்படுவது C4 தாவரங்களின் சிறப்பு அம்சமாகும்.

கற்றை உறை செல்கள்களின் பசுங்கணிக்கள் : இவை பெரிய அளவிலான பசுங்கணிகங்கள். தைலகாய்டுகள் கிரானம் என்ற அமைப்பில் காணப்படுவதில்லை அத்துடன் ஸ்டார்ச் அதிகம் பெற்ற செல்கள்.

இலையிடத் திசு செல்களின் பசுங்கணிகங்கள் : இவை சிறிய அளவிலான பசுங்கணிகங்கள். தைலகாய்டுகள் கிராணம் என்ற அமைப்பில் காணப்படுகிறது மற்றும்ஸ்டார்ச் அற்றசெல்கள்.

அட்டவணை 13.4 - C3 மற்றும் C4 தாவரங்கள் வேறுபாடுகள்

3. C4 சுழற்சியின் முக்கியத்துவம்:

1. கார்பன்டை ஆக்ஸைடு செறிவு குறைந்த வெப்பமண்டலத் துணைவெப்ப மண்டலச் சுழலில் வாழும்திறன் பெற்றிருத்தல்.

2. வறண்ட சுழலில் வாழும் தகவமைப்பைப் பெற்றவை.

3. PEP கார்பாக்ஸிலேஸ் ஆக்ஸிஜனுடன் செயலற்ற தன்மை உடையது. எனவே C4 சுழற்சியில் ஆக்ஸிஜனால் எந்தத் தடை விளைவும் ஏற்படுத்துவதில்லை.

4. C4 தாவரங்களில் ஒளிச்சுவாசம் இல்லாத காரணத்தினால் CO2 ஈடுசெய்யும் புள்ளி C3 தாவரங்களை விடக் குறைவாக உள்ளது.

C3 தாவரங்கள் (C3 சுழற்சி) மற்றும் C4 தாவரங்கள் (C4 சுழற்சி) ஆகியவற்றிற்கிடையேயான வேறுபாடுகள் அட்டவணை 13.4 விவரிக்கப்பட்டுள்ளது.