Η βασική διαφορά μεταξύ φωτοξείδωσης και φωτοαναπνοής είναι ότι η φωτοξείδωση είναι η διαδικασία οξείδωσης που προκαλείται από το ηλιακό φως, ενώ η φωτοαναπνοή είναι μια σπάταλη αντίδραση φωτοσύνθεσης στην οποία το ένζυμο Rubisco οξυγονώνει το RuBP, προκαλώντας σπατάλη ενέργειας.
Η φωτοοξείδωση και η φωτοαναπνοή είναι δύο διαδικασίες που προκαλούνται από το ηλιακό φως. Στα φυτά, και οι δύο αυτές διαδικασίες επηρεάζουν την κανονική λειτουργία των ιστών. Η φωτοοξείδωση είναι υπεύθυνη για τη συσσώρευση επιβλαβών ενεργών ειδών οξυγόνου στους ιστούς. Από την άλλη πλευρά, η φωτοαναπνοή είναι υπεύθυνη για τη σπατάλη ενέργειας στα φυτά.
Τι είναι η Φωτοοξείδωση;
Η φωτοοξείδωση είναι μια διαδικασία που προκαλείται από το φως απώλειας ηλεκτρονίων από χημικά είδη ή μια διαδικασία αντίδρασης μιας ουσίας με οξυγόνο. Στα φυτά, η φωτοοξείδωση συμβαίνει όταν υπάρχει περιβαλλοντικό στρες. Ως εκ τούτου, είναι γνωστό ως φωτοξειδωτικό στρες. Η απορρόφηση της περίσσειας ενέργειας διέγερσης οδηγεί στη δημιουργία ενεργών ειδών οξυγόνου στους φυτικούς ιστούς. Η συσσώρευση αυτών των δραστικών ειδών οξυγόνου είναι μια επιβλαβής διαδικασία στα φυτά που καταστρέφει τους χλωροπλάστες. Αυτό το φωτοξειδωτικό στρες συμβαίνει κυρίως με την παρουσία φωτός υψηλής έντασης και χαμηλής συγκέντρωσης CO2 Είναι μια διαδικασία που εξαρτάται από το φως. Στα φυτά C3, η φωτοαναπνοή προστατεύει τα φυτά από τη φωτοοξείδωση.
Εικόνα 01: Φωτοοξείδωση
Επιπλέον, η φωτοοξείδωση μπορεί να αλλάξει τη σύνθεση του λαδιού. Το ηλιακό φως και το οξυγόνο προκαλούν την οξείδωση του λαδιού. Αυτή είναι μια σημαντική διαδικασία, καθώς απομακρύνει μεγάλους όγκους πετρελαιοκηλίδων στη θάλασσα. Επομένως, όταν οι πετρελαιοκηλίδες εκτίθενται στο ηλιακό φως λόγω της διαδικασίας φωτοξείδωσης, καθαρίζονται από τη θάλασσα.
Τι είναι η φωτοαναπνοή;
Η φωτοαναπνοή είναι μια παράπλευρη αντίδραση του κύκλου Calvin που προκαλεί τη σπατάλη λίγης ενέργειας που παράγεται από τη φωτοσύνθεση. Κατά τη διάρκεια του κύκλου Calvin, ένα κύριο ένζυμο που ονομάζεται οξυγενάση-καρβοξυλάση RuBP (rubisco) μετατρέπει το RuBP σε φωσφογλυκεραλδεΰδη ενσωματώνοντας διοξείδιο του άνθρακα. Αυτή είναι η φυσιολογική διαδικασία παραγωγής μορίων γλυκόζης. Ωστόσο, αυτό το ένζυμο έχει την ικανότητα να ενσωματώνει οξυγόνο αντί για διοξείδιο του άνθρακα. Αυτό σημαίνει ότι το rubisco έχει την ικανότητα να χρησιμοποιεί οξυγόνο ως υπόστρωμά του αντί για διοξείδιο του άνθρακα. Όταν συμβεί αυτό, ξεκινά την προαναφερόμενη διαδικασία: φωτοαναπνοή. Η φωτοαναπνοή πραγματικά σπαταλά ενέργεια και μέρος του σταθερού άνθρακα. Επιπλέον, μειώνει τον αριθμό των μορίων σακχάρου που μπορούν να παραχθούν από τον κανονικό κύκλο Calvin.
Εικόνα 02: Φωτοαναπνοή
Η φωτοαναπνοή ευνοείται από διάφορες συνθήκες, όπως χαμηλό διοξείδιο του άνθρακα: αναλογία οξυγόνου, υψηλή θερμοκρασία, κ.λπ. Όταν αυξάνεται η θερμοκρασία, το ένζυμο rubisco έχει μεγαλύτερη συγγένεια προς το οξυγόνο από το διοξείδιο του άνθρακα. Ως εκ τούτου, τα φυτά που αναπτύσσονται σε ζεστές και ξηρές συνθήκες υφίστανται φωτοαναπνοή περισσότερο από τα φυτά που αναπτύσσονται σε άλλες περιοχές. Ωστόσο, τα φυτά παρουσιάζουν διαφορετικές προσαρμογές και μηχανισμούς για την ελαχιστοποίηση της φωτοαναπνοής και της απώλειας ενέργειας. Ένα παράδειγμα είναι τα φυτά C4.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της φωτοξείδωσης και της φωτοαναπνοής;
- Η φωτοοξείδωση και η φωτοαναπνοή είναι διαδικασίες που εξαρτώνται από το φως.
- Και οι δύο διαδικασίες μπορούν να φανούν στα φυτά.
- Αυτές είναι φυσικές διαδικασίες.
- Μπορεί να συμβούν και οι δύο αντιδράσεις στους χλωροπλάστες.
- Είναι χημικές αντιδράσεις.
- Το οξυγόνο εμπλέκεται και στις δύο διαδικασίες.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της φωτοξείδωσης και της φωτοαναπνοής;
Η φωτοοξείδωση είναι η διαδικασία οξείδωσης που προκαλείται από το ηλιακό φως, ενώ η φωτοαναπνοή είναι μια σπάταλη αντίδραση φωτοσύνθεσης κατά την οποία το ένζυμο Rubisco οξυγονώνει το RuBP προκαλώντας σπατάλη ενέργειας. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ της φωτοξείδωσης και της φωτοαναπνοής. Επιπλέον, η φωτοξείδωση είναι επιζήμια για τα φυτά, ενώ η φωτοαναπνοή δεν είναι επιζήμια για τα φυτά.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει τις διαφορές μεταξύ φωτοξείδωσης και φωτοαναπνοής σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Φωτοοξείδωση vs Φωτοαναπνοή
Η φωτοοξείδωση και η φωτοαναπνοή είναι διαδικασίες που εξαρτώνται από το φως. Η φωτοοξείδωση είναι η διαδικασία οξείδωσης που προκαλείται από το ηλιακό φως, ενώ η φωτοαναπνοή είναι μια σπάταλη αντίδραση φωτοσύνθεσης στην οποία το ένζυμο Rubisco οξυγονώνει το RuBP, προκαλώντας σπατάλη ενέργειας. Έτσι, αυτό συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ φωτοοξείδωσης και φωτοαναπνοής.
