玉米的这一特性是由它独特的固定碳的方式决定的。在水稻和小麦中，被吸收的二氧化碳进入细胞后，首先需要和一种名为二磷酸核酮糖的含有5个碳原子的分子（记为C5）结合，产生两个分别含有3个碳原子的分子（记为C3），其中一个C3分子通过一定的反应重新变为C5分子，而另一个C3分子则被合成为含有6个碳的糖类。因此，通过这种过程固定二氧化碳的植物，就以其最初产物的碳原子数目，命名为C3植物。而催化最初C5和二氧化碳结合的酶，被称为二磷酸核酮糖羧化酶（RuBisCO）。
然而，这个酶有一个致命的缺陷——在二氧化碳浓度不足、光照过强或温度过高的情况下，它会选择利用氧气氧化C5分子。这样一来，在这个称为光呼吸的过程中，这个酶非但不能固定二氧化碳，反而会消耗C5分子——这对于需要通过固定二氧化碳来获得有机物的人类来说，是一个重大的损失。
然而，玉米却巧妙地规避了这一点。它的叶肉细胞分化为两种类型，一类和小麦、水稻类似，松散分散在叶片之中，而另一类则紧密围绕在叶脉周围。在那些直接和空气接触的松散叶肉细胞内，一种称为磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）的酶代替RuBisCO来固定二氧化碳，这种酶对二氧化碳有很强的亲和力，而最初的碳固定产物是一个具有4个碳原子的分子（记为C4）。相应的，玉米被称为C4（碳四）植物。由于PEPC并不利用氧气，因此避免了碳的损失。而结合了二氧化碳的C4产物，则进入包围叶脉的细胞之中，在那里脱下二氧化碳，进行和C3植物中类似的产生糖类的过程。这样做的好处很明显：二氧化碳被富集到了围绕叶脉的细胞之中，此时RuBisCO的氧化活性被细胞内较高浓度的二氧化碳所抑制，光反应所造成的碳损耗远低于C3植物。
如果你看晕了，以上概括起来就是，玉米这类C4植物可以主动“捕获”二氧化碳，而其他C3植物更像是“守株待兔”。
正因为有着这种特殊的固碳技巧，使得玉米更加耐受高温、高光强和低二氧化碳浓度。这三大优势让玉米在应对未来可能遭遇的末日环境中占据了先机。短期来讲，大气内二氧化碳浓度的上升对植物来说是有益的，然而过多二氧化碳造成的全球平均温度上升，加强了总体光呼吸的损耗，而玉米能在高温和强光照射下依然保持较高的光合速率，这无疑对保证粮食的产量是有益的。而就长期来说，大气二氧化碳并不会无节制地升高——在高温和强光下，地壳内丰富的硅酸盐的风化将加快，大量二氧化碳在硅酸盐风化时被吸收，并固定于地壳之中。这一过程中大量丢失的二氧化碳将造成地球碳循环的崩溃。那时，不耐受低二氧化碳浓度的C3植物将最先因不能得到足够的碳而“饿死”。而玉米，则可能是水稻、小麦这类C3植物消亡之后，人类得以残喘的为数不多的“救星”。
技术的宠儿：遗传操作优势
除了自身的先天优势之外，玉米的特殊地位也给它带来了特别的优势——玉米是世界粮食作物中为数不多的拥有成熟遗传操作体系的作物。
尽管玉米天赋异禀，但在末日灾害来临时，单纯依靠自然选择赋予它的优势并不一定抵御得了。在影片中，世界范围内农业作物的突然死亡，其直接因素被归因于一种神秘病菌的侵袭。因此为了应对这种突如其来的风险，人类有必要打破自然演化中时间所编制的窠臼，让需要百万年才能形成的优良特性，在短期内出现。