質問: ある植物がCAM植物、C3植物、C4植物のいずれであるか特定する方法はどのような方法がありますか?
回答: 植物に含まれる炭素の同位体の割合を調べる方法があります。 炭素には安定した同位体としてC12(陽子6中性子6)とC13(陽子6中性子7)がありますが、自然界にある炭素のほとんど(約99%)はC12で、C13は約1.1%です。 C3植物においては、RubisCOという酵素が炭素固定を行っています。このRubisCOは反応においてC13よりもC12を含む二酸化炭素を選択する傾向があります。そのため、C3植物を構成する炭素の同位体の比率は大気の比率よりもC13の割合が若干低くなります。 一方、C4植物の炭素固定は大部分がPEPCという酵素が行い、残りをRubisCOが行っています。PEPCはC12とC13を区別しないので、C4植物を構成する炭素の同位体の比率はC3植物よりもC13の割合が高くなり、大気中の比率に近い値になります。 CAM植物はC3とC4の中間的(どちらかといえばC4寄り)な値になります。 以上のような炭素同位体の比率の違いで、C3、C4、CAMを判別することができます。 炭素同位体による判別は、食品に含まれる原料の分析にも使われています。C3植物が原料のはずなのに、C4植物が多く含まれているというような偽装を調べることができます。 熱帯雨林の植物でも、ラン科やアナナス科などの中で樹木等に着生する種にはCAM型の光合成をするものがあります。