Carbono-14
El método de datación por radiocarbono es la técnica basada en isótopos más fiable para conocer la edad de muestras orgánicas de menos de años. Está basado en la ley de decaimiento exponencial de los isótopos radiactivos. El isótopo carbono-14 (C) es producido de forma continua en la atmósfera como consecuencia del bombardeo de átomos de nitrógeno por rayos cósmicos. Este isótopo creado es inestable, por lo que, espontáneamente, se transmuta en nitrógeno-14 (N). Estos procesos de generación-degradación de C se encuentran prácticamente equilibrados, de manera que el isótopo se encuentra homogéneamente mezclado con los átomos no radiactivos en el dióxido de carbono de la atmósfera. El proceso de fotosíntesis incorpora el átomo radiactivo en las plantas, de manera que la proporción C/C en estas es similar a la atmosférica. Los animales incorporan, por ingestión, el carbono de las plantas. Ahora bien, tras la muerte de un organismo vivo no se incorporan nuevos átomos de C a los tejidos, y la concentración del isótopo va decreciendo conforme va transformándose en N por decaimiento radiactivo.
Vía de 4 carbonos
Para superar las limitaciones asociadas con la reacción secundaria de Rubisco en condiciones de bajo contenido de CO y alto O en la atmósfera, las plantas C4 han desarrollado un mecanismo eficaz para concentrar el CO en el sitio de Rubisco, creando condiciones favorables para la función de esta enzima. En lugar de la fijación directa de Rubisco en el ciclo de Calvin, el CO se asimila en las células del mesófilo en forma de un ácido orgánico de cuatro carbonos, que luego se transporta a las células de la vaina del haz vascular, donde se descarboxila, liberando CO. El requisito previo anatómico para la inyección de CO es que existe un mayor número de células mesófilas (alrededor de 5-7 por célula de la vaina). Así, el CO, previamente fijado en cinco celdas, entra en una sola. En las células de la vaina, el CO entra en el ciclo de Calvin normal, donde Rubisco se vuelve a fijar y se utiliza para la síntesis de carbohidratos. Debido al gradiente constante de metabolitos, así como a la pared de las células de revestimiento impermeable al CO, la concentración de CO en el sitio de carboxilación de Rubisco, incluso con los estomas cerrados, aumenta 14 veces en comparación con la concentración de equilibrio de CO en agua (de 5μmol/L a 70μmol/L respectivamente). A concentraciones tan altas de CO en el sitio de carboxilación, la reacción de oxigenasa se suprime en gran medida, aumenta la eficiencia de la fotosíntesis y disminuyen las pérdidas de energía debido a la fotorrespiración.