Al absorber la luz azul y roja del sol, la clorofila pierde electrones, que se convierten en formas móviles de energía química que impulsan el crecimiento de las plantas.
Introducción
Durante la primera mitad de la vida de la Tierra hasta la fecha, el oxígeno estuvo casi ausente de una atmósfera compuesta principalmente de nitrógeno, dióxido de carbono y metano. La evolución de los animales y la vida tal como la conocemos ahora le deben todo a .
Hace unos 2.5 millones de años, —los primeros organismos que utilizaron la luz solar y el dióxido de carbono para producir oxígeno y azúcares a través de la fotosíntesis— transformaron nuestra atmósfera. Más tarde, las algas evolucionaron con esta capacidad, y hace unos 0.5 millones de años brotaron las primeras plantas terrestres.
Las algas, el plancton y las plantas terrestres ahora trabajan juntas para mantener nuestra atmósfera llena de oxígeno.
La estrategia
La fotosíntesis ocurre en células vegetales especiales llamadas s, que son el tipo de células que se encuentran en las hojas. Un solo cloroplasto es como una bolsa llena de los principales ingredientes necesarios para la fotosíntesis. Tiene agua absorbida de las raíces de la planta, dióxido de carbono atmosférico absorbido por las hojas y contenidos en orgánulos plegados en forma de laberinto llamados s.
La clorofila es la verdadera de la fotosíntesis. Las cianobacterias, el plancton y las plantas terrestres dependen de esta molécula sensible a la luz para desencadenar el proceso.
Las moléculas de clorofila son tan malas para absorber la luz verde que la reflejan como pequeños espejos, lo que hace que nuestros ojos vean la mayoría de las hojas como verdes. Por lo general, solo en otoño, después de que la clorofila se degrada, vemos esos infinitos tonos de amarillo y naranja producidos por Se llaman xantofilas y carotenos.
El proceso de fotosíntesis en las plantas implica una serie de pasos y reacciones que utilizan la luz solar, el agua y el dióxido de carbono para producir azúcares que la planta utiliza para crecer. El oxígeno se libera de las hojas como subproducto.
Pero el superpoder de la clorofila no es la capacidad de reflejar la luz verde, es la capacidad de absorber la luz azul y roja como una esponja. La luz azul y roja del sol energiza la clorofila, lo que hace que pierda electrones, que se convierten en formas móviles de energía química que impulsan el crecimiento de las plantas. La clorofila repone sus electrones perdidos no bebiendo agua, sino dividiéndola y tomando electrones del hidrógeno, dejando oxígeno como subproducto para ser "exhalado".
Los electrones liberados de la clorofila se utilizan al menos de dos maneras. En primer lugar, se utilizan para acumular una alta concentración de protones en el espacio dentro del tilacoide (llamado lumen), que a su vez impulsa la transformación de ADP en —molécula transportadora de energía de la naturaleza. En segundo lugar, reducen el NADP+ a . Estas transformaciones tienen lugar en el , el área fuera de los pliegues tilacoides pero aún dentro de la "bolsa" del cloroplasto. La energía aportada por el ATP y el NADPH alimenta una serie de reacciones en las que se persuade al dióxido de carbono para que abandone su preciosa carga de carbono para construir y otros compuestos metabólicos clave. A medida que ocurren estas reacciones (conocidas como el Ciclo de Calvin), las moléculas se reducen a ADP y NADP+ y regresan a los pliegues de los tilacoides para reponer su reserva de energía a través de la clorofila estimulada por la luz solar.
Cuando las plantas tienen suficiente luz solar, agua y suelo fértil, el ciclo de fotosíntesis continúa produciendo más y más glucosa. La glucosa es como el alimento que usan las plantas para construir sus cuerpos. Combinan miles de moléculas de glucosa para hacer , el componente principal de sus paredes celulares. Cuanta más celulosa producen, más crecen.
Las posibilidades
La naturaleza, a través de la fotosíntesis, permite que las plantas conviertan la energía del sol en una forma que ellos y otros seres vivos puedan utilizar. Las plantas transfieren esa energía directamente a la mayoría de los demás seres vivos como alimento o como alimento para los animales que comen otros animales.
Los seres humanos también extraen esta energía indirectamente de la madera o de las plantas que se descompusieron hace millones de años en petróleo, carbón y gas natural. La quema de estos materiales para proporcionar electricidad y calor, debido a la sobreexplotación, ha tenido consecuencias nefastas que han alterado el equilibrio de la vida en la Tierra.
¿Qué pasaría si los humanos pudieran aprovechar este poder de una manera diferente? Imagine una química verde catalizada por la luz solar en lugar de tener que extraer metales pesados como el cobre, el estaño o el platino. Piense en el potencial que tienen los procesos químicos que requieren poco calor para reducir el consumo de energía. Con una mejor comprensión de la fotosíntesis, podemos transformar la agricultura para consumir menos agua y preservar más tierra para plantas y bosques nativos. A medida que continuamos lidiando con el cambio climático, escuchar lo que las plantas pueden enseñarnos puede iluminar un camino más verde.
