¿Qué es la Fotosíntesis?

La fotosíntesis es un proceso utilizado por las plantas y otros organismos para convertir la energía de la luz en energía química que luego puede ser liberada para alimentar las actividades de los organismos. Esta energía química se almacena en moléculas de hidratos de carbono, como los azúcares, que se sintetizan a partir del dióxido de carbono y el agua – de ahí el nombre de fotosíntesis, del griego, phōs, “light”, y σύνθεσις, síntesis, “putting together”. En la mayoría de los casos, también se libera oxígeno como producto de desecho. La mayoría de las plantas, la mayoría de las algas y las cianobacterias realizan la fotosíntesis; estos organismos se denominan fotoautotrófos. La fotosíntesis es en gran medida responsable de producir y mantener el contenido de oxígeno de la atmósfera de la Tierra, y suministra todos los compuestos orgánicos y la mayor parte de la energía necesaria para la vida en la Tierra.

Aunque la fotosíntesis se realiza de manera diferente según la especie, el proceso siempre comienza cuando la energía de la luz es absorbida por proteínas llamadas centros de reacción que contienen pigmentos verdes de clorofila. En las plantas, estas proteínas se mantienen dentro de orgánulos llamados cloroplastos, que son más abundantes en las células de la hoja, mientras que en las bacterias están incrustadas en la membrana plasmática. En estas reacciones dependientes de la luz, se utiliza algo de energía para eliminar los electrones de las sustancias adecuadas, como el agua, produciendo gas oxígeno. El hidrógeno liberado por la división del agua se utiliza en la creación de dos compuestos más que sirven como depósitos de energía a corto plazo, permitiendo su transferencia para impulsar otras reacciones: estos compuestos son el fosfato de nicotinamida adenina dinucleótido reducido (NADPH) y el trifosfato de adenosina (ATP), la “moneda de energía” de las células.

En las plantas, algas y cianobacterias, el almacenamiento de energía a largo plazo en forma de azúcares se produce mediante una secuencia posterior de reacciones independientes de la luz llamadas el ciclo de Calvino; algunas bacterias utilizan diferentes mecanismos, como el ciclo inverso de Krebs, para lograr el mismo fin. En el ciclo de Calvino, el dióxido de carbono atmosférico se incorpora a los compuestos orgánicos de carbono ya existentes, como el bifosfato de ribulosa (RuBP). Usando el ATP y NADPH producido por las reacciones dependientes de la luz, los compuestos resultantes se reducen y eliminan para formar más carbohidratos, como la glucosa.

Los primeros organismos fotosintéticos probablemente evolucionaron al principio de la historia evolutiva de la vida y muy probablemente utilizaron agentes reductores como el hidrógeno o el sulfuro de hidrógeno, en lugar del agua, como fuentes de electrones. Las cianobacterias aparecieron más tarde; el exceso de oxígeno que produjeron contribuyó directamente a la oxigenación de la Tierra, lo que hizo posible la evolución de la vida compleja. Hoy en día, la tasa promedio de captura de energía por fotosíntesis a nivel mundial es de aproximadamente 130 terawatts, lo que equivale aproximadamente a tres veces el consumo actual de energía de la civilización humana. Los organismos fotosintéticos también convierten alrededor de 100-115 mil millones de toneladas de carbono en biomasa por año.

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