Características de la fotosíntesis

Uno de los procesos naturales que mayor impacto tiene en nuestras vidas es sin duda la fotosíntesis. A lo largo de éste artículo te diremos por qué.

Varias características de la fotosíntesis como el consumo de dióxido de carbono, la liberación de oxígeno o la producción de glucosa como base de la cadena alimenticia, son clave para la vida.

¿Qué haces cuando sientes hambre? Lo más probable es que vayas a tu dispensa o refrigerador por un bocadillo.

¿Qué hacen las plantas para alimentarse? Ellas fabrican su propio alimento gracias a la magia de la fotosíntesis.

La BBC.com nos comenta que las plantas necesitan alimento para vivir, crecer y reproducirse, pero a diferencia de los animales, las plantas son capaces de hacer su propio alimento gracias al proceso de la fotosíntesis.

Presta atención a éste artículo y te ofreceremos un compendio de los mejores contenidos acerca de las características de la fotosíntesis, qué es, cómo ocurre y la importancia de la fotosíntesis para los procesos de la vida.

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¿Qué es la fotosíntesis?

La fotosíntesis es el método primario de conversión de energía que alimenta la vida vegetal y por extensión, la vida animal.

Al convertir la energía de la luz, especialmente energía solar, en energía química la fotosíntesis es el principal bloque de construcción de casi toda la vida sobre este planeta.

Entender los fundamentos de la fotosíntesis permite un mayor entendimiento del impacto de las fuentes de energía en la vida.

La enciclopedia Británica define la fotosíntesis como el proceso a través del cual las plantas, algas y organismos llamados “cianobacterias” son capaces de transformar la energía lumínica del sol en energía química para su almacenamiento a largo plazo y otros procesos vitales.

Durante la llamada “fotosíntesis oxigénica” las plantas utilizan los fotones de luz solar para convertir dióxido de carbono, agua y algunos minerales en compuestos carbonados ricos en energía así como oxígeno, éste último en calidad de material residual o producto de desecho.

Para el Centro de Educación Científico Smithsoniano (Ssec.si.edu) todo el proceso de la fotosíntesis no es más que una transferencia de energía vital desde el Sol a las plantas.

Con cada molécula de glucosa creada se ha transferido energía del Sol a las plantas, quienes la usarán para sostener sus procesos vitales o almacenarán para consumir más adelante. Es por ello que se les llama “seres foto-autótrofos”

Para la BBC la fotosíntesis como reacción química tiene lugar en las hojas de las plantas y su resultado principal son los compuestos orgánicos que las plantas usan como alimento y no el oxígeno liberado que es más bien un “desecho” pese a su importancia para los seres vivos.

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El proceso de la fotosíntesis para los niños

En términos didácticos podemos decir que la fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas elaboran sus propios alimentos.

Cuando regamos una planta no la estamos alimentando directamente, tampoco cuando abonamos el terreno o le damos un poco de sol, simplemente mejoramos los insumos y las condiciones para que las plantas hagan su propia comida.

Gracias a la fotosíntesis plantas y árboles de todos los tamaños se alimentan, se mantienen verdes y frondosos, crecen, dan frutos y se reproducen.

En primer lugar la planta toma agua de sus raíces y con ella también absorbe minerales presentes en el suelo.

El agua y los minerales absorbidos circulan desde las raíces hacia las hojas verdes.

Las hojas de las plantas y los árboles son verdes gracias a la clorofila. Este pigmento es fundamental para atrapar la energía proveniente del Sol, esa que sientes en tu rostro y en tu piel durante un día soleado.

Cuando los animales, incluidos los humanos respiramos, tomamos aire, asimilamos oxígeno y expulsamos dióxido de carbono.

El dióxido de carbono es tomado por las plantas en la parte inferior de sus hojas y junto con la energía del sol y el agua se transforma en azúcares.

La planta usa el azúcar llamado glucosa como base para su alimento, durante la transformación también la planta devuelve oxígeno al ambiente.

Sin la fotosíntesis los animales no tendríamos oxígeno para respirar, tampoco frutos, verduras, vegetales y hojas verdes ricas en azúcar que nos dan energía.

Cuando tenemos pocas plantas y árboles a nuestro alrededor demasiado dióxido de carbono se concentra en el aire, éste junto a otros gases forman una capa en la atmósfera que aumenta la temperatura del ambiente y crea el llamado “efecto invernadero”, trayendo consigo calor y contaminación.

Es por ello que las plantas y la fotosíntesis son tan importantes para todos los seres de la Tierra.

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Fases de la fotosíntesis

De acuerdo con la enciclopedia Británica el complejo mecanismo de la fotosíntesis incluye una fase “fotoquímica” o de recolección de luz y una fase enzimática o de asimilación del carbono que involucra las reacciones químicas.

La fase fotoquímica evidentemente requiere de la luz del Sol para poder llevarse a cabo, es llamada también fase luminosa. La fase enzimática puede llevarse a cabo en la oscuridad por lo que también se le conoce como fase oscura.

Durante la fase luminosa los cloroplastos capturan fotones o cuantos de luz solar para reinventar las moléculas de agua desagregándolas en hidrógeno y oxígeno.

El oxígeno es despedido a la atmósfera y la energía no consumida inmediatamente se acumula en forma de moléculas de trifosfato de adenosina (adenosín trifosfato o ATP)

Durante la fase oscura se produce un proceso metabólico conocido como “ciclo de Calvin.”

El hidrógeno reducido a partir de agua de la fase anterior se combina con dióxido de carbono (CO2) para producir compuestos orgánicos básicos como la glucosa.

La glucosa a su vez se usa como fuente de energía para los procesos biológicos de respiración celular. Como compuesto orgánico simple la glucosa se usa como “materia prima” para la producción de compuestos orgánicos más elaborados.

Con apoyo de las moléculas de ATP almacenadas la glucosa se sintetiza en otras formas de azúcares como almidón, lípidos y otros carbohidratos.

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Principales características de la fotosíntesis

Ya hemos abordado el proceso de la fotosíntesis en distintos contextos, reordenemos la información para presentar algunas características de la fotosíntesis como reacción química-biológica base para la sustentación de la vida.

Fotosíntesis una transformación de energía

La vida se mantiene a partir del consumo y transformación de energía.

Sin energía, la vida es imposible. Sin embargo, la energía al ser tan útil debe estar presente de forma que pueda almacenarse, moverse y usarse conforme sea necesaria, en lugar de usarse sólo cuando se presenta en una fuente externa.

Se pueden utilizar muchas formas de energía para mantener la vida, algunas bacterias parecen ganar su energía en forma del calor proveniente de las fuentes más profundas de la corteza terrestre.

No obstante, la forma de energía más común disponible es la que proviene del Sol, en forma de luz.

Mediante la fotosíntesis las plantas transforman la energía solar en energía química o azúcares para sus procesos vitales. La planta puede usar o almacenar esa energía.

Cuando un animal consume parte o toda una planta transfiere esa energía a un organismo y si ese animal es devorado por otro depredador, la energía asciende por los distintos niveles de la cadena alimenticia.

Clorofila un factor clave

La clorofila es el motor de conversión de la energía solar en azúcares.

La clorofila se mantiene en la parte de las membranas celulares llamadas cloroplastos, que están dentro de las células vegetales y en algunas cuantas especies de microorganismos.

Este motor vital recoge y transfiere la energía de la luz o fotones a través de las proteínas llamadas “centros de reacción” contenidas en la clorofila de la red de cloroplastos.

Los centros de reacción fotosintética durante su excitación realizan la conversión de luz a azúcares, para lo cual utilizan hidrógeno y carbono, produciendo glucosa y liberando oxígeno como un subproducto.

El proceso de la fotosíntesis en resumen

Cuando la luz del sol llega a las hojas verdes de las plantas, pasa a los centros de reacción fotosintética reactivos, los cuales, utilizan los fotones para combinar agua y carbono en una nueva forma física, la glucosa, un compuesto simple de azúcar. Adicionalmente como producto secundario se genera oxígeno que es despedido por las plantas a la atmósfera.

La ocurrencia de la reacción, libera energía que puede usarse en otros procesos físicos y bilógicos como la respiración. Hay cierta pérdida de energía en el proceso, pocas conversiones de una forma a otra de energía en los procesos biológicos son 100 por ciento eficientes.

Se dice que en el mejor de los casos, dependiendo del tipo de planta y condiciones ambientales, solo el 34% de la energía incidente del Sol es convertida en energía química.

¿Qué sucede luego de la fotosíntesis?

Después de que la fotosíntesis ocurre, la glucosa en la planta puede convertirse en dos formas de almacenamiento más asimilables de energía química, estos son, carbohidratos complejos y lípidos, mejor conocidos como almidones y grasas.

Son formas de depósito para las plantas, las cuales, pueden guardarse o transportarse por medio del tejido de floema para usos futuros.

Fotosíntesis propia de los seres autótrofos

Solo las plantas, algas y cianobacterias, producen alimento con la luz.

Salvo raras y limitadas excepciones, ningún animal es capaz de alimentarse de energía solar. Esta es la razón por la cual todas las plantas se consideran “productoras” y los animales “consumidores” en la economía del uso de la energía en redes biológicas.

Lo más cercano a un animal capaz de alimentarse de luz ocurre en el mar producto de la simbiosis que algunos moluscos han desarrollado con los cloroplastos que absorben de las algas microscópicas que consumen.

Los cloroplastos se acumulan en concentraciones tales que permiten a los moluscos vivir solo de luz durante por unos cuantos meses.

Los animales utilizan las plantas como comida, o comen otros animales que alguna vez comieron plantas, pero no tienen la capacidad de transformar la luz en alimento.

Además, incluso las formas de energía no basadas en alimentos se basan más a menudo en el uso directo o indirecto de plantas, así por ejemplo, la madera, el carbón y el aceite son subproductos de plantas que crearon y almacenaron energía.

Aunque los humanos aprendieron a usar otras formas de energía, como la energía hidráulica, hidroeléctrica, la nuclear y la conversión directa de la energía solar, la mayoría de nuestra fortaleza económica aún se basa en la capacidad de las plantas para combinar la energía de la luz solar con el carbono, oxígeno e hidrógeno produciendo glucosa.

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Algunos datos interesantes acerca de la fotosíntesis

Los cloroplastos son unos pequeños orgánulos situados en las células de las membranas vegetales, especialmente en las hojas. Ellos contienen la clorofila y son los responsables de la pigmentación verde de la mayoría de las plantas.

Se dice que en una célula vegetal típica se pueden encontrar entre 10 a 100 cloroplastos.

La principal fuente de oxígeno en la Tierra se debe precisamente a la fotosíntesis oxigénica. Se dice que los primeros organismos capaces de llevar a cabo los procesos fotosintéticos emergieron hace unos 3,400 millones de años.

Hablamos de fotosíntesis oxigénica para referirnos al tipo más común de fotosíntesis en la que se produce oxígeno como subproducto.

Algunas bacterias llevan a cabo la fotosíntesis sin desprender oxígeno al ambiente en un proceso llamado fotosíntesis anoxigénica.

Hoy en día algunos pasos del proceso de la fotosíntesis no se comprenden del todo, su estudio y conocimiento se debe a notables investigadores desde la antigua Grecia y hasta el siglo XX.

Quizá el mayor y más emblemático aporte en el estudio de la fotosíntesis lo dio el clérigo y biólogo inglés Joseph Priestley a quien incluso se atribuye el descubrimiento del oxígeno.

A partir de 1770 Priestley aseveró sobre la producción de oxígeno por parte de las plantas en un proceso “aparentemente inverso” a la respiración animal.

Aunque numerosos y recientes esfuerzos científicos se han emprendido para imitar el proceso de la fotosíntesis usando grandes volúmenes de energía solar para producir oxígeno, ninguno ha tenido resultados notables.

Por lo tanto son nuestros doseles arbóreos, algas y plantas a través de la fotosíntesis quienes por millones de años nos han proporcionado el oxígeno, los azúcares y la energía vitales, siendo el propio humano a través de la generación de gases de efecto invernadero, la tala y reducción del bosque tropical la única amenaza a tan natural y noble proceso.