Casi todos conocemos los daños que la radiación solar puede ocasionar si nos exponemos continuamente a ella: arrugas prematuras, manchas, pecas…

Afortunadamente la industria de la salud ha puesto a nuestro alcance productos que nos protegen de sus efectos, y nosotros mismos podemos limitar nuestro tiempo bajo los candentes rayos. Es algo que también los animales pueden hacer, pero, ¿qué pasa con las plantas?

El papel de la luz solar en el reino vegetal

La luz del sol es para los seres vivos el elemento básico que permite nuestra vida, pero todo comienza con las plantas y un proceso que todos conocemos: la fotosíntesis, el proceso químico más importante de la Tierra y el que permite que la concentración de oxígeno en la atmósfera sea el suficiente como para soportar la vida. Todas las plantas captan la luz solar durante una fase luminosa, y después, durante la fase oscura, usan la energía para sintetizar glucosa, y es así básicamente como obtienen su propio alimento.

Los primeros organismos fotosintéticos

No solo las plantas llevan a cabo la fotosíntesis, pues existen otros seres vivos, llamados organismos fotosintéticos, que la realizan para sobrevivir. Antes de que todos ellos aparecieran, el planeta tuvo que ofrecer las condiciones necesarias.

Se calcula que hace 1,200 millones de años ya existían los primeros organismos fotosintéticos. Los más primitivos captaban la luz infrarroja y después, en lugar de oxígeno, despedían a la atmósfera compuestos de azufre o sulfato, por lo que el mundo todavía no estaba listo para la existencia de otras criaturas.

Tiempo después aparecieron las cianobacterias, coloquialmente llamadas algas verdeazules (aunque técnicamente no son algas). A diferencia de sus antecesores, absorbían ya no la luz infrarroja, sino luz visible, y fueron los primeros seres vivos en producir oxígeno.

Después de las cianobacterias llegaron las algas pardas y rojas, con estructuras celulares más complejas. A medida que los organismos fotosintéticos evolucionaban, la cantidad de oxígeno aumentó en la atmósfera, lo que contribuyó a la diversificación de los seres vivos.

Sin embargo, la radiación solar puede ser muy perjudicial en exceso, y a pesar de que muchas de las plantas que conocemos pasan mucho tiempo bajo los rayos, no parecen enfermar ni desarrollar problemas graves. Una investigación reciente descubrió un mecanismo por el cual las plantas se protegen, y la clave se encuentra en la fotosíntesis.

Escudo vegetal

El estudio, publicado en octubre de 2016 en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) y llevado a cabo por científicos del Imperial College London, encontró mediante una técnica llamada espectroelectroquímica que la enzima oxidante de agua, Fotosistema II, captura fotones y usa parte de la energía solar para extraer electrones del agua.

Pocas veces se habla del papel de los electrones cuando el tema es la fotosíntesis. Estas partículas que se encuentran alrededor del núcleo de los átomos, y con carga negativa, tienen gran importancia en el proceso, ya que, cuando la clorofila absorbe la luz durante la fase lumínica, dicha luz impulsa una transferencia de electrones e hidrógeno desde el agua hasta un átomo capaz de recibir electrones, denominado aceptor, el cual almacena durante un tiempo los electrones energizados.

En síntesis, las plantas usan el agua y la energía de la luz del sol para transformar el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera en compuestos orgánicos. En el proceso el agua es escindida, y la consecuencia de esto es la liberación de oxígeno como subproducto a la atmósfera. Los electrones también son necesarios para fijar el dióxido de carbono y crear una forma de carbono que conforma la base de los seres vivos.

En un punto, las hojas de las plantas cierran sus poros para impedir la pérdida de agua, de modo que el CO2 de la atmósfera ya no puede penetrar. Sin CO2 los electrones dejan de reaccionar, pero debido a que la luz todavía está presente, no pueden escapar y siguen acumulándose cada vez más hasta formar oxígeno singlete, una forma de oxígeno molecular, capaz de afectar el Fotosistema II.

¿Cómo evitar el daño al Fotosistema II? De acuerdo con la investigación reciente, lo que sucede es que los electrones acumulados promueven la liberación de una molécula de bicarbonato a partir de la enzima, lo que la protege del daño de la luz que las reacciones químicas de la fotosíntesis producen. Así pues, las plantas tienen su propio mecanismo a manera de bloqueador solar.

Hasta el momento, se sabe que los carotenoides, unos pigmentos orgánicos, inhiben las moléculas de oxígeno singlete para prevenir el daño solar. El descubrimiento actual va más allá de la curiosidad, pues podría contribuir a entender el crecimiento de las plantas y, en el terreno práctico, determinar los factores que ayudarían a controlar y optimizar el crecimiento de los cultivos económicamente importantes.

Conoce las diferencias

Luz solar. Agente o elemento físico que hace visibles a los objetos.

Radiación solar. Energía que se propaga a través del espacio.

Energía. Capacidad para realizar trabajo. Puede ser transferida a otros objetos.

Fuentes

http://www3.imperial.ac.uk/newsandeventspggrp/imperialcollege/newssummary/news_10-10-2016-14-27-6?hootPostID=482017926a507c730b37c0b0d9026a13

www.bioenciclopedia.com/fotosintesis/

https://www.scientificamerican.com/article/timeline-of-photosynthesis-on-earth/

Neil A. Campbell, Jane B. Reece. (2007). Biología. Séptima edición. Editorial Médica Panamericana.

Bruce Alberts, Dennis Bray, Karen Hopkin, et al. (2006). Introducción a la Biología Celular. Segunda Edición. Editorial Médica Panamericana.