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Las variaciones en las características metabólicas pueden
atribuirse a 45 orígenes independientes provenientes de
19 familias de plantas superiores, siendo uno de los
ejemplos más asombrosos de evolución convergente en
las plantas. Estudios recientes incorporan a este modelo
reversiones de la fotosíntesis C4 hacia la C 3, identificadas
durante la evolución de linajes que incluyen a la
especie intermedia -
La fotosíntesis C4 predomina actualmente en tres familias
de monocotiledóneas —Poaceae, Cyperaceae e Hydrocharitaceaey en 16 familias de dicotiledóneas (considerando, Amaranteaceae y Chenopodiaceae como familias independientes). El análisis filogenético revela que estas familias provienen de diferentes ancestros C3 sugiriendo que las especies C4 evolucionaron en forma independiente de distintos núcleos -
La fotosíntesis C4 apareció inicialmente en las monocotiledóneas 24-35 millones de años atrás,
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Las primeras dicotiledóneas con metabolismo C4, pertenecientes a la familia Chenopodiaceae, surgieron 15-21 millones de años atrás.
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La fotosíntesis C4 apareció en la biosfera cuando la concentración atmosférica de CO2 disminuyó a niveles que limitaban la fotosíntesis, dominando actualmente las praderas y sabanas tropicales con una elevada contribución (25%) a la productividad primaria del planeta
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El metabolismo C3 prevaleció en la mayoría de los ecosistemas terrestres hasta la expansión de las plantas C4 hace 5-8 millones
de años (Mioceno tardío) -
Durante millones de años, la fotosíntesis es responsable de la vida sobre la tierra.
