Tijekom fotosinteze biljke koriste energiju iz sunca za stvaranje šećera iz ugljičnog dioksida i vode. Kako temperature rastu, međutim, fotosinteza postaje sve neučinkovitija u većini biljaka i drastično smanjuje njihovu produktivnost tijekom vrućeg vremena. C4 biljke - koje sadrže samo 3 posto cvjetnica - razvile su alternativni način fotosinteze koji im omogućuje održavanje učinkovitosti, čak i za vrućeg vremena. Prema umirovljenom profesoru biologije s Harvarda Johnu W. Kimballu, unatoč malom broju C4 vrsta, na kopnu provode četvrtinu fotosinteze.
Običan kukuruz preživljava toplinu i jarko sunce kroz C4 fotosintezu.Šećerna trska
Fotosintetska učinkovitost većine biljaka - brzina kojom oni pretvaraju svjetlosnu energiju u kemijsku energiju koju mogu upotrijebiti za rast i životne procese - kreće se između 1 i 4 posto, a više vrijednosti pripadaju kultiviranim kulturama. Šećeran, biljka C4, pokazuje fotosintetsku učinkovitost od oko 7 posto, jednu od najviših zabilježenih prirodnih stupnjeva fotosintetske učinkovitosti na Zemlji. Fotosinteza C4, koja eliminira dio energetskog otpada fotosinteze izoliranjem procesa u različitim dijelovima biljke, objašnjava učinkovitost šećerne trske. Šećerna čajka primjer je jednog od mnogih primjera C4 biljaka pronađenih u tropima.
Šećerna trskaKukuruz
Iako većina biljaka C4 raste u tropima gdje im stalna toplina daje adaptivnu prednost, najpoznatija kultura na zapadnom svijetu također koristi C4 fotosintezu. Zapravo, fotosinteza C4 dijelom predstavlja uspjeh kukuruza kao usjeva. Prema poljoprivrednicima žita u Ontariju, prinosi kukuruza dvostruko su veći od većine ostalih žitarica, a biljke kukuruza također daju dvostruko više novog rasta godišnje od prosječne umjerene šume. Kako se druge kulture usporavaju tijekom dugih dana i velike vrućine ljetnog ljeta što smanjuje njihovu sposobnost sintetizacije energije za sebe, C4 fotosinteza omogućava kukuruzu nastavak učinkovite proizvodnje energije, omogućavajući biljkama da rastu i napreduju čak i u najizazovnijim uvjetima.
Kukuruz
Kaktus
Većina C4 postrojenja funkcioniraju izoliranjem fotosintetskih procesa u različitim dijelovima biljke gdje velika toplina ne može uzrokovati pojavu neučinkovitosti. Kaktusi, međutim, pripadaju skupini C4 biljaka nazvanih CAM biljke koje koriste oblik fotosinteze C4 koji provodi fotosintetske procese u različito doba dana kako bi se povećala učinkovitost i minimizirao gubitak vode. Noću, kaktusi otvaraju pore na svojim lišćima koji omogućuju ulazak ugljičnog dioksida - neophodnog sastojka za fotosintezu. Ako se otvore tijekom dana, ove pore također uzrokuju velike gubitke vode, jer voda isparava iz njih. Noću su gubici vode minimalni. Kaktusi prolaze fotosintetski put C4 i spremaju proizvode u svoje ćelije. Kako sunce izlazi i temperature eskaliraju, kaktusi zatvaraju pore u lišću i, koristeći pohranjene C4 proizvode, dovršavaju proces fotosinteze.
Kaktus
