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 consume la vida de la biósfera
terrestre la zona del planeta en la cual hay vida procede 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.
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.
La clorofila es un compuesto orgánico, formado por moléculas que
contienen átomos de carbono, de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y magnesio.
Estos elementos se organizan en una estructura especial: el átomo de
magnesio se sitúa en el centro rodeado de todos los demás átomos.
La clorofila 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.
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 se mantenga
polarizada durante un tiempo suficiente para reaccionar de forma útil con otras
moléculas, pero las perspectivas son prometedoras.
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