La fotosíntesis es el proceso que utilizan las plantas, las algas y ciertas bacterias para convertir la luz solar, el dióxido de carbono (CO2) y el agua en alimentos (azúcares) y oxígeno.
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Índice
¿Es un cambio físico o químico?
Es una pregunta muy común, la fotosíntesis es el fenómeno fisicoquímico que consiste en la integración dinámica de átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno, proceso que da como resultado compuestos orgánicos conocidos como carbohidratos (azúcares), que son la principal fuente de energía que posibilita su funcionamiento.
Tipos de fotosíntesis
Hay dos tipos de procesos fotosintéticos: La fotosíntesis oxigenada y la fotosíntesis anoxigénica.
Ambos siguen principios muy similares, pero la fotosíntesis oxigenada es la más común y se observa en plantas, algas y cianobacterias.
Durante la fotosíntesis oxigénica, la energía luminosa transfiere electrones del agua (H2O) absorbida por las raíces de las plantas al CO2 para producir carbohidratos .
En esta transferencia, el CO2 se «reduce» o recibe electrones, y el agua se «oxida» o pierde electrones. El oxígeno se produce junto con los carbohidratos.
La fotosíntesis anoxigénica, mientras tanto, utiliza donantes de electrones que no son agua y no producen oxígeno. El proceso ocurre típicamente en bacterias como las bacterias verdes del azufre y las bacterias fototróficas de color púrpura.
Cómo absorben las plantas la luz solar para la Fotosíntesis
Las plantas contienen pigmentos especiales que absorben la energía luminosa necesaria para la fotosíntesis.
La clorofila es el pigmento principal utilizado para la fotosíntesis y le da a las plantas su color verde, según el sitio de educación científica Nature Education .
La clorofila absorbe la luz roja y azul para usar en la fotosíntesis y refleja la luz verde. La clorofila es una molécula grande y requiere muchos recursos para producirla; como tal, se descompone hacia el final de la vida de la hoja, y la mayor parte del nitrógeno del pigmento (uno de los componentes básicos de la clorofila) se reabsorbe nuevamente en la planta.
Cuando las hojas pierden su clorofila en el otoño, otros pigmentos de las hojas, como los carotenoidesy las antocianinas comienzan a mostrar sus verdaderos colores. Mientras que los carotenoides absorben principalmente la luz azul y reflejan el amarillo, las antocianinas absorben la luz azul verdosa y reflejan la luz roja.
Las moléculas de pigmento están asociadas con proteínas, lo que les permite la flexibilidad de moverse hacia la luz y entre sí. Una gran colección de 100 a 5.000 moléculas de pigmento constituye una «antena». Estas estructuras capturan efectivamente la energía luminosa del sol, en forma de fotones.
La situación es un poco diferente para las bacterias. Mientras que las cianobacterias contienen clorofila, otras bacterias, por ejemplo, las bacterias púrpuras y las bacterias de azufre verde, contienen bacterioclorofila para absorber la luz para la fotosíntesis anoxigénica.
Clasificación de distintos tipos de fotosíntesis
Hay tres tipos principales de vías fotosintéticas: C3, C4 y CAM. Todos producen azúcares a partir de CO2 utilizando el ciclo de Calvin, pero cada vía es ligeramente diferente.
Fotosíntesis C3
La mayoría de las plantas utilizan la fotosíntesis C3, según el proyecto de investigación de fotosíntesis Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (RIPE) , que incluye cereales (trigo y arroz), algodón, patatas y soja. La fotosíntesis C3 recibe su nombre del compuesto de tres carbonos llamado ácido 3-fosfoglicérico (3-PGA) que utiliza durante el ciclo de Calvin.
El 3-PGA se produce cuando el rubisco fija CO2, formando el compuesto de tres carbonos.
Fotosíntesis C4
Plantas como el maíz y la caña de azúcar utilizan la fotosíntesis C4. Este proceso utiliza un compuesto intermedio de cuatro carbonos (llamado oxaloacetato) que se convierte en malato , según Biology Online. Luego, el malato se transporta a la vaina del haz donde se descompone y libera CO2, que luego es fijado por rubisco y convertido en azúcares en el ciclo de Calvin (al igual que la fotosíntesis de C3).
Las plantas C4 están mejor adaptadas a ambientes cálidos y secos y pueden continuar fijando carbono incluso cuando sus estomas están cerrados (ya que tienen una solución de almacenamiento inteligente), lo que reduce su riesgo de fotorrespiración, según Biology Online.
Fotosíntesis CAM
El metabolismo del ácido crasuláceo (CAM) se encuentra en plantas adaptadas a ambientes muy cálidos y secos, como cactus y piñas, según el sitio web educativo Khan Academy.
Cuando los estomas se abren para absorber CO2, corren el riesgo de perder agua al ambiente externo. Debido a esto, las plantas en ambientes muy áridos y cálidos se han adaptado. Una adaptación es la CAM, mediante la cual las plantas abren los estomas por la noche (cuando las temperaturas son más bajas y la pérdida de agua es un riesgo menor).
Según la Khan Academy, el CO2 ingresa a las plantas a través de los estomas y se fija en oxaloacetato y se convierte en malato u otro ácido orgánico (como en la vía C4). El CO2 está disponible para reacciones dependientes de la luz durante el día y los estomas se cierran, lo que reduce el riesgo de pérdida de agua.
Bibliografía
- https://contenidoseducativosdigitales.edu.uy/contenido/las-plantas-y-la-luz/
- https://www.livescience.com/51720-photosynthesis.html