Under fotosyntesen bruker planter energi fra solen for å danne sukker fra karbondioksid og vann. Når temperaturene stiger, blir fotosyntesen imidlertid stadig ineffektiv i de fleste planter og reduserer deres produktivitet drastisk under varmt vær. C4-planter - som kun utgjør 3 prosent av blomstrende planter - har utviklet et alternativt fotosyntesemiddel som gjør at de kan opprettholde effektiviteten, selv i varmt vær. I følge den pensjonerte Harvard biologiprofessoren John W. Kimball, til tross for det lave antallet C4-arter, utfører de en fjerdedel av fotosyntesen på land.
Vanlig mais overlever varme og lys sol gjennom C4-fotosyntesen.Sukkerrør
De fleste planters fotosyntetiske effektivitet - hastigheten de omdanner lysenergi til kjemisk energi de kan bruke til å styrke vekst og livsprosesser - varierer mellom 1 og 4 prosent, med de høyere verdiene tilhørende kultiverte avlinger. Sukkerrør, et C4-anlegg, viser en fotosyntetisk effektivitet på rundt 7 prosent, et av de høyest registrerte naturlig forekommende fotosyntetiske effektivitetsnivåene på jorden. C4 fotosyntesen, som eliminerer noe av avfallet fra fotosyntesen ved å isolere prosesser i forskjellige deler av anlegget, står for sukkerrørens effektivitet. Sukkerrør eksemplifiserer et av mange eksempler på C4-planter som finnes i tropene.
SukkerrørKorn
Selv om de fleste C4-planter vokser i tropene der konstant varme gir dem en adaptiv kant, bruker den vestlige verdens mest kjente avling også C4-fotosyntesen. Faktisk, C4-fotosyntesen står for delvis for kornens suksess som avling. I følge Grain Farmers of Ontario gir korn avkastning det dobbelte av de fleste andre kornvekster, og kornplanter gir også dobbelt så mye ny vekst per år som den gjennomsnittlige tempererte skogen. Ettersom andre avlinger vakler under de lange dagene og høye varmen fra midtsommer som driver ned evnen til å syntetisere energi for seg selv, lar C4 fotosyntesen korn fortsette effektiv energiproduksjon, slik at planter kan vokse og trives selv under de mest utfordrende forhold.
Korn
Kaktus
De fleste C4-planter fungerer ved å isolere fotosyntetiske prosesser i forskjellige deler av anlegget der høy varme ikke kan føre til ineffektivitet. Kaktus tilhører imidlertid en gruppe C4-planter kalt CAM-planter som bruker en form for C4-fotosyntese som utfører fotosyntetiske prosesser til forskjellige tider av døgnet for å maksimere effektiviteten og minimere vanntapet. Om natten åpner kaktus porene i bladene deres som lar karbondioksid - en nødvendig ingrediens for fotosyntesen - komme inn. Hvis de åpnes på dagtid, utgjør disse porene også store tap av vann, da vannet fordamper fra dem. Om natten er vanntap minimalt. Kaktus gjennomgår C4-fotosyntetisk vei og lagrer produktene i cellene. Når solen stiger og temperaturene eskalerer, lukker kaktus porene i løvet og bruker de lagrede C4-produktene, fullfører den fotosyntetiske prosessen.
Kaktus
