La fotosíntesis es la manera en que una planta se cocina su propia comida: con la energía de la luz convierte agua y CO2 en azúcar y suelta oxígeno. No es cosa solo de plantas: unas bacterias que viven por su cuenta, las cianobacterias, hacen alrededor del 50 % de la fotosíntesis del planeta.
La fotosíntesis es el proceso con el que algunos seres vivos fabrican azúcares a partir de luz, agua y CO2, y liberan oxígeno.
Esquema · proceso
Una cocina necesita ingredientes y una fuente de energía, y de ella sale un plato. La fotosíntesis se puede contar igual: los ingredientes son el agua y el CO2, un gas del aire. La energía la pone la luz del sol, que acaba convertida en energía química, es decir, energía guardada dentro de lo que se fabrica. Y el plato es azúcar, con oxígeno como segunda salida.
En una planta terrestre, la fotosíntesis ocurre sobre todo en las hojas, que ofrecen a la luz la mayor superficie verde posible. Dentro de sus células están las cocinas en sí, unas piezas diminutas llamadas cloroplastos. Cada una contiene una sustancia verde que atrapa la luz: la clorofila.
El CO2 entra por unos poros pequeños que están sobre todo en la cara inferior de la hoja. Se llaman estomas, y cada uno tiene alrededor dos células que regulan el paso de gases y agua. Abrirlos sale caro, porque por ellos se escapa mucha agua.
El trabajo se reparte en dos fases. La primera, la fase con luz, ocurre junto a la clorofila, que absorbe la luz y la transforma en energía química. Ahí el agua se rompe y de ella sale el oxígeno. La energía queda guardada en dos tipos de moléculas, piezas químicas muy pequeñas, que la llevan de una fase a la otra. Hacen de bombonas en esta cocina.
La segunda, la fase sin luz, ocurre en el espacio interior del cloroplasto. Allí se usan las bombonas llenas para convertir el CO2 en azúcares. El nombre no significa que ocurra de noche: también ocurre de día, y las dos fases dependen una de otra.
Ese azúcar da a los seres vivos energía para moverse, crecer y reproducirse. La planta lo usa para hacer crecer raíces y hojas y para formar frutos y semillas.
Las plantas no son las únicas. Las algas también hacen la fotosíntesis, con cloroplastos. Esos cloroplastos de plantas y algas proceden de unas bacterias, las cianobacterias. Estas siguen existiendo como bacterias libres y hacen la fotosíntesis por su cuenta. Algunas, las que viven en el océano, ya la hacían y soltaban oxígeno 3.000 millones de años antes que las plantas.
Comparación
| Aspecto | Fase con luz | Fase sin luz |
|---|---|---|
| Dónde ocurre | Junto a la clorofila | En el espacio interior del cloroplasto |
| Qué hace | Absorbe la luz y la transforma en energía química | Convierte el CO2 en azúcares |
| Qué sale | Oxígeno, que sale del agua rota, y las bombonas llenas | Azúcares |
| De qué depende | Es la primera y llena las bombonas | Usa las bombonas llenas; también ocurre de día |
Esquema · de fuera a dentro
Hoja
Ofrece a la luz la mayor superficie posible de tejido verde.
Célula
Dentro de sus células están las cocinas en sí, los cloroplastos.
Cloroplasto
Pieza diminuta donde ocurren las dos fases de la fotosíntesis.
Clorofila
La sustancia verde que atrapa la luz en el cloroplasto.
Las hojas en otoño. La clorofila absorbe luz azul y roja, y por eso se ve verde. En verano se fabrica y se destruye sin parar. Con las noches más largas, su fabricación se frena, se detiene y al final toda la clorofila desaparece. Entonces se ve el amarillo de otros colorantes de la hoja, que estaban allí durante toda la época de crecimiento. Como ya estaban, los amarillos apenas cambian de un año a otro. Con los rojos y morados pasa algo distinto. La mayoría de esos colorantes se fabrican en otoño, cuando hay luz intensa y azúcar de sobra en la hoja.
El fitoplancton. Es un conjunto de organismos microscópicos que viven en agua salada y dulce, y algunos son bacterias. Tienen clorofila y sueltan oxígeno. Con las condiciones adecuadas pueden crecer de forma explosiva en días o semanas. Sirven de base a la alimentación en el agua. Además consumen CO2 a una escala equivalente a la de los bosques y las demás plantas terrestres. Es fotosíntesis sin hojas ni tierra firme.
La fase sin luz va por su cuenta. El nombre «sin luz» indica que esa parte no usa la luz directamente, no que ocurra en la oscuridad. Sin la energía que le deja la fase con luz no puede fabricar azúcar.
Las plantas fabrican casi todo el oxígeno. Se estima que la mayor parte del oxígeno que se respira viene de organismos que no son plantas, como las algas y las cianobacterias. Las cianobacterias que viven por su cuenta hacen, por sí solas, alrededor del 50 % de la fotosíntesis del planeta.
Más CO2 en el aire significa siempre más fotosíntesis. A veces no es así. La planta también necesita mucha agua. Para tomar ese gas abre los estomas, y por ahí pierde parte de esa agua.
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Una planta cierra sus estomas durante un rato. ¿Qué ahorra y qué deja de recibir?
Ahorra agua, porque deja de perderla por esos poros, y deja de recibir CO2, uno de los dos ingredientes del azúcar.
¿Qué pasaría en la fase sin luz si la fase con luz dejara de llenar las bombonas?
Se quedaría sin la energía que usa para convertir el CO2 en azúcares, porque esa parte del trabajo depende de la primera.
¿Por qué el amarillo de un árbol apenas cambia de un otoño a otro?
Porque esos colorantes están en la hoja durante toda la época de crecimiento. Solo tienen que quedar a la vista cuando la clorofila desaparece.
¿De dónde proceden los cloroplastos de plantas y algas?
De las cianobacterias, que siguen existiendo como bacterias libres y hacen la fotosíntesis por su cuenta.
¿Por qué el agua que recibe una planta tiene que ver con el oxígeno que suelta?
Porque ese oxígeno sale del agua que se rompe durante la fase con luz.
Revista científica · Universitario
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Revista científica de la Botanical Society of America que publica investigación revisada por pares sobre biología de plantas, desde sistemática y evolución hasta fisiología y ecología vegetal.
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Instituto de investigación que estudia los mecanismos moleculares de las plantas, desde la interacción con bacterias del suelo hasta la genética de los centrómeros y la reproducción, con el objetivo de aplicar este conocimiento a la mejora de cultivos.