Fotosíntesis
La fotosíntesis es un proceso en virtud del cual los
organismos con clorofila,
como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía en
forma de luz y la transforman en energía química. Prácticamente
toda la energía que consumen los seres vivos procede de la fotosíntesis.
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| reacción de la fotosíntesis |
La fotosíntesis
se realiza en dos etapas: una serie de reacciones que dependen de la luz y son
independientes de la temperatura, y otra serie que dependen de la temperatura y
son independientes de la luz.
La velocidad de
la primera etapa, llamada reacción
lumínica, aumenta con la intensidad luminosa (dentro de ciertos límites),
pero no con la temperatura. En la segunda etapa, llamada reacción en la oscuridad, la
velocidad aumenta con la temperatura (dentro de ciertos límites), pero no con
la intensidad luminosa.
Fase primaria
o lumínica
La fase lumínica
de la fotosíntesis es una etapa en la que se producen reacciones químicas con
la ayuda de la luz solar y la clorofila (sustancia de color verde).
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| Células vegetales con cloroplastos |
La clorofila, guardada en los cloroplastos, capta la luz solar, y provoca el rompimiento de la molécula de agua (H2O),
separando el hidrógeno (H) del oxígeno (O); es decir, el enlace químico que
mantiene unidos al hidrógeno y al oxígeno de la molécula de agua, se rompe por
efecto de la luz.
El proceso genera
oxígeno gaseoso que se libera al ambiente, y la energía no utilizada es
almacenada en moléculas especiales llamadas ATP.
En consecuencia, cada vez que la luz esté presente, se desencadenará en la
planta el proceso descrito.
Fase
secundaria u oscura
La fase oscura de
la fotosíntesis es una etapa en la que no se necesita la luz, aunque también se
realiza en su presencia. Ocurre en los cloroplastos y depende directamente de
los productos obtenidos en la fase lumínica.
En esta fase, el
hidrógeno formado en la fase anterior se suma al dióxido de carbono gaseoso (CO2)
presente en el aire, dando como resultado la producción de compuestos
orgánicos, principalmente carbohidratos;
es decir, compuestos cuyas moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.
Dicho proceso se
desencadena gracias a una energía almacenada en moléculas de ATP que da como
resultado el carbohidrato llamado glucosa
(C6HI2O6), un tipo de compuesto similar al
azúcar, y moléculas de agua como desecho.
Después de la
formación de glucosa, ocurre una secuencia de otras reacciones químicas que dan
lugar a la formación de almidón y
varios carbohidratos más.
A partir de estos
productos, la planta elabora lípidos y proteínas necesarios para la formación del
tejido vegetal, lo que produce el crecimiento.
Cada uno de estos
procesos no requiere de la participación de luz ni de la clorofila, y por ende
se realiza durante el día y la noche. Por ejemplo, el almidón producido se
mezcla con el agua presente en las hojas y es absorbido por unos tubitos minúsculos
que existen en el tallo de la planta y, a través de éstos, es transportado
hasta la raíz donde se almacena. Este almidón es utilizado para fabricar celulosa, el principal
constituyente de la madera.
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| Resumen del proceso de fotosíntesis |
El resultado
final, y el más trascendental, es que la planta guarda en su interior la
energía que proviene del Sol. Esta condición es la razón de la existencia
del mundo vegetal porque constituye la base energética de los demás seres
vivientes.
Por una parte,
las plantas son para los animales fuente de alimentación, y, por otra,
mantienen constante la cantidad necesaria de oxígeno en la atmósfera
permitiendo que los seres vivos puedan obtener así la energía necesaria para
sus actividades.
Si los químicos
lograran reproducir la fotosíntesis por medios artificiales, se abriría la
posibilidad de capturar energía solar a gran escala. En la actualidad se
trabaja mucho en este tipo de investigación. Todavía no se ha logrado
sintetizar una molécula artificial que reaccione igual que la clorofila de las plantas, pero las
perspectivas son prometedoras.
Importancia
biológica de la fotosíntesis
La fotosíntesis es seguramente el proceso
bioquímico más importante para el planeta Tierra por varios motivos:
1. La síntesis
de materia orgánica a partir
de la materia inorgánica se realiza fundamentalmente mediante la fotosíntesis;
luego irá pasando de unos seres vivos a otros mediante las cadenas tróficas, para ser
transformada en materia propia por los diferentes seres vivos.
2. Produce la transformación de la energía
luminosa en energía química, necesaria y utilizada por los seres vivos
3. En la fotosíntesis se libera oxígeno, que será
utilizado en la respiración aerobia como oxidante.
4. La fotosíntesis fue causante del cambio producido en la atmósfera
primitiva, que era anaerobia y reductora.
5. De la fotosíntesis depende
también la energía almacenada en combustibles
fósiles como carbón, petróleo
y gas natural.
6. El equilibrio necesario entre seres autótrofos y heterótrofos no sería posible sin la fotosíntesis.
Se puede concluir que la diversidad de la
vida existente en la Tierra depende principalmente de la fotosíntesis.
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