La vida en la tierra funciona gracias a la energía solar. Las plantas y otros organismos fotosintéticos contienen organelos celulares llamados cloroplastos; complejos de moléculas especializadas que se encargan de capturar la luz que ha viajado 150 millones de kilómetros desde el sol hacia la tierra, y convertirla en energía química que es posteriormente almacenada en azucares y otras moléculas orgánicas. Este proceso de conversión es llamado fotosíntesis, y a el se le debe casi toda la vida en la tierra de manera directa o indirecta.
De este proceso son responsables los organismos autótrofos; más específicamente, los fotoautótrofos. Ellos son capaces de generar su propio alimento sin requerir de compuestos derivados de otros seres vivos, ya que producen sus moléculas orgánicas a partir del CO2 y otras materias primas inorgánicas obtenidas del ambiente; además, son la fuente de compuestos orgánicos para todos los organismos no autótrofos, por esta razón, se les considera como los productores de la biosfera. Casi todas las plantas son autótrofas, los únicos nutrientes que requieren son el agua y los minerales del suelo y el dióxido de carbono del aire. Además de las plantas, la fotosíntesis también ocurre en algas, ciertos eucariontes unicelulares y algunos procariontes como las cianobacterias.
Cloroplastos
La impresionante habilidad de un organismo de captar la energía solar y utilizarla para la síntesis de compuestos orgánicos emerge de la organización estructural dentro de la célula. Las enzimas fotosintéticas y otras moléculas se encuentran agrupadas en una membrana biológica, lo que permite que las series de reacciones químicas necesarias para la fotosíntesis se lleven a cabo de manera eficiente. Este sitio es conocido como los cloroplastos.
En todas las partes verdes de una planta, incluyendo los tallos verdes y los frutos inmaduros podemos encontrar cloroplastos; sin embargo, la mayor concentración de estas estructuras y de la actividad fotosintética se da en las hojas de la mayoría de las plantas. Los cloroplastos se encuentran principalmente en las células del mesófilo, el tejido al interior de la hoja. El dióxido de carbono entra en la hoja, y el oxígeno sale, a través de poros microscópicos llamados estomas (del griego, refiriéndose a “boca”). Un cloroplasto tiene dos membranas rodeando a un fluido denso llamado el estroma. Suspendido en el estroma hay un tercer sistema de membranoso, formado por sacos llamados tilacoides. En ciertos puntos, los tilacoides se apilan en columnas llamadas grana. La clorofila, el pigmento responsable por la coloración de las hojas, se encuentra en las membranas de los tilacoides.
Proceso de la fotosíntesis
Julius von Sachs (1823-1897) formulo una ecuación química que resume el proceso de la fotosíntesis:
En este proceso, el dióxido de carbono del aire entra por los estomas, y se difunde por las células del mesófilo. La luz del sol es absorbida por la clorofila, que se encuentra en los cloroplastos. La fotosíntesis acontece en dos fases, la luminosa (fotoquímica) y la fase oscura, o mejor llamada el ciclo de Calvin. En la fase fotoquímica, la luz solar se convierte en energía química que se almacena en forma de trifosfato de adenosina (ATP) y nicotinamida-adenina dinucleótido fosfato (NADPH), una molécula muy energética y cargada dos electrones procedentes del agua, que se descompone liberando oxígeno. En la etapa del Ciclo de Calvin, el dióxido de carbono, gracias a la energía de ATP y a los electrones del NADPH, forma moléculas de azúcares sencillos (triosas fosfato) que darán origen a todos los compuestos bioquímicos de la planta.
¿Porque las plantas son verdes?
Las moléculas de clorofila de los cloroplastos absorben la luz violeta, azul y roja, ya que son las mas eficientes para impulsar la fotosíntesis, y reflejan o transmiten la luz verde, es por esto por lo que las hojas de las plantas son principalmente de color verde.
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