Hoy veremos en profundidad qué es la fotosíntesis y por lo tanto, cómo se alimentan las plantas. La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas fabrican su alimento para poder crecer. De una forma más técnica, es la transformación de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía lumínica.
Las hojas de las plantas son auténticas fábricas perfectamente organizadas en las que tiene lugar la fotosíntesis. Las células vegetales contienen unas organelas muy especializadas en su citoplasma, se los conoce con el nombre de cloropastos y son los encargados de realizar la fotosíntesis. Son verdes porque contienen el pigmento que absorbe la luz, la clorofila. El número de cloroplastos que podemos encontrar en una célula fotosintética puede variar de 20 a 100.
El interior del cloroplasto está compuesto por una serie de membranas colocadas en fila que contienen miles de moléculas de clorofila y otros pigmentos fotosintéticos. La clorofila capta la energía de la luz y la transforma en energía química. Posteriormente esta energía se utiliza para sintetizar compuestos orgánicos (normalmente hidratos de carbono) a partir de dióxido de carbono, agua y sales minerales.
La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas obtienen nutrientes
Los cloroplastos tienen que convertir la energía lumínica en energía química. Para ello, el proceso comienza con la absorción de agua a través de las raíces. Este agua llega a los cloroplastos de las hojas y se produce un proceso conocido como fotolisis. Debido a la acción de la luz, las moléculas de agua se escinden y se libera oxígeno, hidrógeno y electrones.
Fuente: Bart Zimny/Unsplash
El oxígeno sale a través de los estromas, unas pequeñas perforaciones microscópicas (de una milésima de milímetro) que se ubican en la parte inferior de las hojas. A través de estos microagujeros entran y salen los gases como el oxígeno y el dióxido de carbono.
El hidrógeno y los electrones entran en un ciclo de producción de energía en el que interviene la clorofila y como resultado se producen moléculas que almacenan dicha energía en sus enlaces químicos, como son el ATP (adenosin trifosfato) y el NADPH (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato reducido).
El ATP funciona en las células como su combustible y en cualquier momento puede convertirse en energía. Cuando las plantas crecen, los peces nadan, las personas se mueven, siempre se usa ATP, es la molécula universal que da energía a toda célula viva. Y junto el NADPH proporciona la energía necesaria para que se produzcan los hidratos de carbono durante la fotosíntesis.
En la fotosíntesis se distinguen dos fases
La fotosíntesis puede separarse claramente en dos fases o dos grupos de reacciones: la fase luminosa y la fase oscura. La fase luminosa, también conocida como fase dependiente de luz, se produce en los tilacoides de los cloroplastos. Durante esta fase, en presencia de luz, la clorofila transfiere la energía de la luz a los enlaces ricos en energía del ATP y el NADPH.
Durante la fase oscura o independiente de la luz, que tiene lugar en el estroma de los cloroplastos, se envía la energía almacenada en estas dos sustancias para formar hidratos de carbono a partir del CO2.
El proceso de transformación del CO2 en hidratos de carbono recibe el nombre de Ciclo del Carbono o Ciclo de Calvin. En él, el CO2 de la atmósfera entra por los estomas y llega hasta el estroma del cloroplasta, donde se encuentra una molécula denominada ribulosa 1-5 difosfato.
Esta molécula captura el CO2 y se convierte en una molécula muy inestable que rápidamente se rompe y forma dos moléculas de PGA (ácido 3-fosfoflicérico). A partir de aquí entran en juego las moléculas de NADPH y ATP, ambas se reducen, liberando energía que permite la formación de PGAL (glicelaldehido-3-fosfato).
Una vez producido el PGAL puede reanudarse el ciclo con la formación de una nueva molécula de ribulosa 1-5 difosfato o puede formarse la glucosa, a partir de la cual se forman el resto de sustancias orgánicas que la célula vegetal necesita como los lípidos, las proteínas, etc.
¿Qué seres vivos realizan la fotosíntesis?
Ahora que ya sabemos qué es la fotosíntesis es hora de averiguar qué organismos realizan este proceso. Los seres vivos que realizan la fotosíntesis se conocen como organismos autótrofos y esto es así porque son capaces de formar ellos mismos su propio alimento (materia orgánica) a partir de materia inorgánica. Pero no sólo las plantas realizan la fotosíntesis, algunas algas y bacterias también hacen la fotosíntesis para generar sus propios nutrientes.
