¿Qué es fotosíntesis?
La fotosíntesis es el proceso bioquímico mediante el cual las plantas convierten materia inorgánica (dióxido de carbono) en materia orgánica (azúcares), aprovechando la energía proveniente de la luz solar. Este es el principal mecanismo de nutrición no solo de las plantas, tanto acuáticas como terrestres, sino también de otros organismos autótrofos que poseen clorofila (un pigmento esencial para el proceso fotosintético), como las algas y algunos grupos de bacterias.
La fotosíntesis
constituye uno de los mecanismos bioquímicos más importantes del planeta ya que
implica la fabricación de nutrientes orgánicos que almacenan la energía lumínica proveniente
del Sol en
distintas moléculas útiles
(carbohidratos). De hecho, el nombre de este proceso proviene de las voces
griegas foto, “luz”, y synthesis, “composición”.
Posteriormente, las
moléculas orgánicas sintetizadas pueden ser empleadas como fuente de energía química para
sostener procesos vitales, como la respiración celular y otras reacciones que
forman parte del metabolismo de
los seres vivos.
Para llevar a cabo la
fotosíntesis, se requiere de la presencia de clorofila, un pigmento
sensible a la luz solar, el mismo que les confiere a las plantas y las algas su
coloración verde característica. Este pigmento se encuentra en los
cloroplastos, organelas celulares de diverso tamaño que son propias de
las células vegetales,
especialmente las células foliares (de las hojas). Los cloroplastos contienen
un conjunto de proteínas y enzimas que permiten el desarrollo de
las complejas reacciones que forman parte del proceso fotosintético.
Se pueden distinguir dos
tipos de fotosíntesis, en función de las sustancias utilizadas por el organismo
para llevar a cabo la reacción:
- Fotosíntesis oxigénica. Se caracteriza por la utilización de agua (H2O) para la
reducción del dióxido de
carbono (CO2) consumido. En este tipo de fotosíntesis, no
solo se producen azúcares útiles para el organismo, sino que también se
obtiene oxígeno (O2) como producto de la reacción. Las plantas, las algas
y las cianobacterias llevan a cabo la fotosíntesis oxigénica.
- Fotosíntesis anoxigénica. El organismo no utiliza agua para la reducción del dióxido de carbono (CO2), sino que aprovecha la luz solar para romper moléculas de sulfuro de hidrógeno (H2S) o hidrógeno gaseoso (H2). Este tipo de fotosíntesis no produce oxígeno (O2) y, en cambio, libera azufre como producto de reacción. La fotosíntesis anoxigénica es llevada a cabo por las llamadas bacterias verdes y púrpuras del azufre, que contienen una clorofila diferente a la de las plantas.
El proceso de
fotosíntesis es fundamental para el ecosistema y para la vida tal
y como los conocemos, dado que permite la creación y circulación de la materia
orgánica y la fijación de materia inorgánica. Además, durante la fotosíntesis
oxigénica se produce el oxígeno que necesita la mayor parte de los seres vivos
para su respiración.
Características de la
fotosíntesis
En las plantas y algas, la
fotosíntesis se lleva a cabo en organelas llamadas cloroplastos.
A grandes rasgos, la
fotosíntesis se caracteriza por lo siguiente:
- Es un proceso bioquímico de aprovechamiento de la luz
solar para la obtención de materiales orgánicos, o sea, de síntesis
de nutrientes a partir de elementos inorgánicos como el agua
(H2O) y el dióxido de carbono (CO2).
- Puede ser realizada por diversos organismos autótrofos, siempre y
cuando posean pigmentos fotosintéticos, siendo el más importante la
clorofila. La fotosíntesis es el proceso de nutrición de las plantas
(tanto terrestres como acuáticas), las algas, el fitoplancton y
algunos grupos de Solo algunos pocos animales son
capaces de realizar fotosíntesis, entre ellos la babosa marina Elysia
chlorotica y la salamandra moteada Ambystoma maculatum (esta
última lo hace gracias a la simbiosis con
un alga).
- En las plantas y las algas, la fotosíntesis se lleva a
cabo en organelas especializadas llamadas cloroplastos, en las que se
encuentra la clorofila. Las bacterias fotosintéticas también poseen
clorofila (u otros pigmentos análogos), pero no tienen cloroplastos (ya
que son ).
- Existen dos tipos de fotosíntesis, según la sustancia
utilizada para fijar el carbono proveniente del dióxido de carbono
(CO2). La fotosíntesis oxigénica utiliza agua (H2O)
y produce oxígeno (O2), que es
liberado al medio circundante. Por otra parte, la fotosíntesis anoxigénica
utiliza sulfuro de hidrógeno (H2S) o hidrógeno gaseoso (H2), y no produce
oxígeno sino que libera azufre.
- Desde la Antigua Grecia, ya se postulaba la relación
existente entre la luz solar y las plantas. Sin embargo, los avances en el
estudio y la comprensión de la fotosíntesis comenzaron a cobrar
importancia gracias a los aportes de un conjunto sucesivo de científicos
del siglo XVIII, XIX y XX. Por ejemplo, el primero en demostrar la
generación de oxígeno en los vegetales fue el clérigo inglés Joseph
Priestley (1732-1804) y el primero en formular la ecuación básica
de la fotosíntesis fue el botánico alemán Ferdinand Sachs (1832-1897). Más
adelante, el bioquímico norteamericano
Melvin Calvin (1911-1997), realizó otro enorme aporte, esclareciendo el
ciclo de Calvin (una de las fases de la fotosíntesis), lo que le valió el
Premio Nobel de Química en
1961.
