Fotosíntesis — cómo la vida captura la energía del Sol
La fotosíntesis es el proceso por el que organismos autótrofos convierten energía luminosa en energía química (glucosa), usando CO₂ y agua y liberando O₂. Es la puerta de entrada de casi toda la energía a la biosfera y la fuente del oxígeno atmosférico.
Ecuación global: 6 CO₂ + 6 H₂O + luz → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂. Ocurre en el cloroplasto, orgánulo de origen endosimbiótico (ver Teoría endosimbiótica) presente en plantas, algas y —sin cloroplasto— en cianobacterias.
Las dos fases
Fase lumínica (en los tilacoides)
- La clorofila de los fotosistemas II y I absorbe luz y excita electrones.
- La fotólisis del agua (H₂O → O₂ + H⁺ + e⁻) repone esos electrones y libera O₂ como subproducto.
- El flujo de electrones bombea H⁺ y genera ATP (fotofosforilación) y NADPH.
Fase oscura — ciclo de Calvin (en el estroma)
- No necesita luz directa, sí el ATP y NADPH anteriores.
- La enzima RuBisCO fija el CO₂ sobre la RuBP (fijación del carbono).
- Tras varias reacciones se produce G3P, precursor de la glucosa y otras Macromoléculas biológicas.
Pigmentos y captación de luz
- Clorofila a y b (absorben rojo y azul, reflejan verde → color de las hojas).
- Carotenoides (accesorios y fotoprotectores).
- Organizados en antenas que canalizan la energía a los centros de reacción.
Variantes adaptativas
- C3: la vía basal; pierde eficiencia por fotorrespiración en calor.
- C4 (maíz, caña): concentra CO₂ y minimiza la fotorrespiración en climas cálidos.
- CAM (cactus, piña): abre estomas de noche para ahorrar agua en desiertos.
Importancia planetaria
- Origen del O₂ atmosférico: la fotosíntesis oxigénica de las cianobacterias causó la Oxigenación atmosférica hace ~2.400 Ma.
- Base de casi todas las cadenas tróficas: los productores primarios sostienen la Ecología y cadenas tróficas.
- Sumidero clave del Ciclo del carbono geológico: retira CO₂ y regula el clima.
- Complementa a la respiración celular, su reacción inversa.
Casos del vault
- Cianobacterias reorganizan maquinaria del ADN — los inventores de la fotosíntesis oxigénica.
- La luz fortalece pero también frena a las plantas — la luz no siempre es beneficio neto.