Descubierta en 1845 por Julius R. Meyer, la fotosíntesis es un fenómeno asimilador característico y exclusivo de las plantas verdes, de las algas con clorofila y de algunas bacterias, que supone la absorción de energía en forma de luz y su transformación en energía química, sintetizando materia orgánica a partir del dióxido de carbono de la atmósfera y una sustancia que cede hidrógeno.

Todas las células, ya sean animales o vegetales, obtienen la energía de una molécula conocida con el nombre de trifosfato de adenosina (ATP), que está formada por tres compuestos orgánicos: la adenina -que contiene nitrógeno-, el azúcar y la ribosa, los cuales se encuentran unidos a una cadena de grupos fosfato. Al reaccionar con el agua una molécula de ATP, se rompe el enlace que hay entre el segundo y el tercer grupo fosfato, liberando una cantidad de energía que es utilizada por la célula para realizar el trabajo celular; de esa ruptura resulta una molécula llamada adenosín difosfato (ADP). En los casos en que el ATP pierde dos grupos fosfato, se forma adenosín monofosfato (AMP). Cuando hay suficiente energía disponible en la célula, el ATP se recompone nuevamente, y esa energía quedará almacenada otra vez en los enlaces. Pero, ¿de dónde obtienen las células la energía disponible?

Unas la obtienen de la contenida en la luz solar, a la que transforman en energía utilizable por la célula: son las denominadas autotróficas, pertenecientes a los vegetales capaces de realizar la fotosíntesis. Por el contrario, las células que carecen de esa capacidad, que son las de los animales y las de las plantas sin clorofila, consiguen su energía rompiendo las moléculas orgánicas elaboradas previamente por otras células, por lo que se las denomina heterotróficas.

Veamos a continuación qué elementos intervienen en el proceso de la fotosíntesis y cuáles son las fases que se suceden en él.

Los cloroplastos, que son los encargados de realizar el proceso fotosintético en la célula vegetal, contienen unos gránulos discoidales, denominados granas, que están formados por varias placas planas, algunas de las cuales tienen clorofila -sustancia enormemente compleja y fundamental para la fotosíntesis-; otras, proteínas, y un tercer grupo, lípidos. Gracias a la forma laminar de los constituyentes de las granas, la clorofila consigue, por un lado, una máxima exposición a la luz solar, y por otro, entrar en contacto con las placas proteicas, las cuales contienen unas sustancias que intervienen también en el proceso de fotosíntesis: las enzimas.

Recientemente se ha descubierto que existen varias clases de clorofila, de las cuales, cuatro han podido ser ya identificadas: las denominadas a, b, c y d. La clorofila a está presente en todas las plantas asimiladoras, pero algunas, como las algas verdes, poseen también clorofila b, en tanto que en las diatomeas y las feofíceas se ha determinado la presencia de clorofila c, y en las rodofíceas, de clorofila d.

Pero, además de la clorofila, los factores clave para que se produzca la fotosíntesis son el agua, el dióxido de carbono, la glucosa y la luz solar. Hoy se sabe que ésta se realiza a lo largo de dos fases, denominadas, respectivamente, luminosa y oscura.

Fase luminosa. En ella, la clorofila absorbe la luz solar y adquiere la energía suficiente para descomponer químicamente las moléculas de agua, proceso en el cual se libera oxígeno a la atmósfera -que procede del agua, y no del dióxido de carbono, como ha podido demostrarse-, y el hidrógeno queda vinculado a una sustancia que actúa como receptora de iones de hidrógeno. El resultado es la formación de moléculas con muchos átomos de carbono, en las cuales hay energía química utilizable por la célula.

Naturalmente, la descomposición química de las moléculas de agua consume la energía de la clorofila, pero ésta podrá recuperarla absorbiendo de nuevo la de la luz solar.

Fase oscura. Cuando la luz solar no llega a la planta, lo que se produce es la unión de una molécula del dióxido de carbono atmosférico con otra de azúcar de la célula, que contiene cinco átomos de carbono. Esta unión produce una molécula que contiene seis átomos de carbono y que resulta altamente inestable, por lo que se descompone en otras dos, con tres átomos de carbono cada una; las nuevas moléculas pueden incorporarse al metabolismo celular para formar glucosa. La energía necesaria para que se produzcan estas reacciones procede de la acumulada en la célula durante la fase luminosa, es decir, que los transportadores de energía en el proceso de la fotosíntesis son siempre el ATP y el NADPHS2.

La importancia de la fotosíntesis es realmente extraordinaria. Dado que los compuestos orgánicos que se forman durante la fotosíntesis utilizan la energía de la luz solar, este proceso es considerado el nexo entre la energía lunimosa del Sol y la que se necesita para que se forme y prospere la vida sobre la Tierra. Constituye, además, el vínculo entre la materia inorgánica y el mundo viviente, ya que a partir del primero se forman los alimentos orgánicos que los seres vivos precisan. Finalmente, gracias a la fotosíntesis de las plantas son posibles los procesos de combustión y respiración en la biosfera, que se enriquece con el oxígeno que aquellas liberan, al tiempo se depura de CO2.

Revisado el : 31-10-2004 14:15

Etiquetas : fotosintesis, Meyer, cloroplastos

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