Les plantes en C4 et les plantes CAM possèdent des alternatives ingénieuses afin d’augmenter leur activité photosynthétique. Elles sont ainsi favorisées dans les milieux de vies contraignants (climat chaud et sec, sols à potentiel hydrique bas, …). Par exemple, les végétaux en C3 ont besoin de 400 g d'eau pour assimiler 1 g de carbone, les végétaux en C4 peuvent se contenter de 250 g et les végétaux CAM 50 g. On peut alors se demander pourquoi les plantes en C4 et CAM n’ont pas supplanté les plantes en C3 durant l’évolution.

Pour répondre à cette question il faut prendre en compte les propriétés de la photosynthèse face à des variations de température. Une augmentation de température affecte de manière importante les plantes en C3, mais pas les plantes en C4 et les plantes CAM qui sont quasiment insensibles à une telle influence. A des températures supérieures à 30°C ce sont donc les plantes en C4 et les plantes CAM qui sont favorisées.
En revanche, lors d’une diminution de température, en dessous de 25°C, les plantes en C3 ont un rendement plus élevé que les plantes en C4. Les plantes en C4 sont donc avantagées dans les milieux tropicaux ouverts à rayonnement solaire élevé, tandis que les plantes en C3 sont parfaitement adaptées aux climats tempérés et plus froids.