C₄-plant

Een C₄-plant is een plant die niet alleen gebruikmaakt van de basisvorm van de fotosynthese zoals de C₃-plant, maar eerst een tussenstap uitvoert waarbij een verbinding met vier koolstofatomen wordt gemaakt – vandaar de naamgeving.

Bij deze planten wordt de opname of fixatie van kooldioxide ruimtelijk gescheiden van de verwerking ervan tot suikers. Via een tussenstap wordt eerst door het enzym fosfoenolpyruvaat-carboxylase (PEP-carboxylase) een oxaalacetaat geproduceerd dat daarna wordt omgezet tot malaat of soms aspartaat. Bij het PEP-carboxylase vindt geen oxygenase-activiteit plaats, er wordt geen zuurstof gebonden. Het is een van de drie typen fotosyntheseprocessen bij planten, naast de C₃-plant en de CAM-plant. Bij deze laatste wordt de opname van kooldioxide niet ruimtelijk gescheiden van de verwerking ervan tot suikers, maar in de tijd. Bekende C₄-planten zijn mais, suikerriet en gierst. De meeste behoren tot de grassen.

Het malaat of aspartaat wordt naar het enzym Rubisco gebracht waar het weer wordt omgezet in kooldioxide en pyruvaat. Hierna wordt hetzelfde proces gevolgd als bij C₃-planten. Door de verhoogde kooldioxideverhouding treedt er echter veel minder fotorespiratie op door Rubisco dan bij C₃-planten. Hierdoor gaat vrijwel geen gebonden koolstof verloren en kunnen meer suikers geproduceerd worden. Zo'n 5% van de plantaardige biomassa bestaat uit C₄-planten. Het zijn dan ook relatieve nieuwkomers in de evolutie van planten en ontstond waarschijnlijk pas aan het einde van het Tertiair.

Doordat C₄-planten fotorespiratie vermijden, zijn deze beter geschikt voor warme klimaten. C₃-planten komen meer voor in gematigde streken.