CH=CH2 CH3
H
C C C
C C
H3C-C I II
C-C2H5
C N N C
HC Mg CH
C N N C
H3C
C IV III C-CH3
H C C
HC
C C
CH2
CH2 HC
C=O
COOC20H39 COOCH3
Diagrama de una molécula de clorofila. Es una molécula
compleja en la cual el nitrógeno (N) se encuentra ubicado en los cuatro anillos
pirrólicos y el magnesio (Mg) ocupa el centro de la misma.
Nitrógeno (N) y magnesio (Mg) son
dos nutrientes esenciales, pertenecientes al grupo de los macronutrientes ya
que son requeridos por las plantas en cantidades relativamente elevadas. Una
vez que el N es absorbido por las plantas, se incorpora a los procesos
metabólicos y va a formar parte de aminoácidos y proteínas; y algo muy
importante, es constituyente de la molécula de clorofila en la cual está
ubicado en los cuatro anillos pirrólicos. Por su parte, el magnesio, una vez
que es absorbido por la planta, se convierte en activador de varias enzimas que
intervienen en el metabolismo de carbohidratos, grasas y proteínas; además,
ocupa el centro de la molécula de clorofila de la cual representa el 2,7%.
La clorofila es un pigmento de
color verde, por lo que es responsable en buena parte del color característico
del follaje de las plantas cuando están sanas. Estos dos nutrientes, N y Mg,
son muy móviles dentro de la planta y por lo tanto su insuficiencia causa
síntomas visuales que comienzan en los tejidos más viejos, y por participar en
la estructura de la molécula de clorofila, estas insuficiencias se manifiestan
con pérdida del color verde característico del follaje de las plantas. Cuando
la deficiencia es de N, las hojas más viejas se van tornando pálidas hasta que
alcanzan tonos amarillentos, y cuando la deficiencia es de Mg, aparece una
clorosis intervenal también en las hojas más viejas.
Pero la clorofila no solo está
presente en las plantas para comunicarle ese color verde, sino que está en los
cloroplastos de las células para hacer posible que se realice la fotosíntesis,
el cual es el proceso más importante que ocurre en la naturaleza, porque
gracias a él se mantiene la vida en el planeta. La razón es que esta reacción
metabólica permite producir materia orgánica, imprescindible para la
constitución de los seres vivos, a partir de la presencia de luz y de
sustancias inorgánicas. Sin la fotosíntesis no existiera vida en la tierra.
La función clorofílica, como
también se le conoce, es un proceso sumamente complejo, pero expresado de una
manera muy sencilla es la producción de sustancias orgánicas a partir de CO2
y H2O en presencia de luz y de la clorofila que se encuentra en los
cloroplastos de las células. Consta de dos fases, la fotoquímica o Reacción de
Hill, en la cual la clorofila absorbe todo el espectro de la luz visible
excepto el verde (500-600 nm), y promueve una reacción química cuando la
energía de los fotones causa la fotólisis del agua que se desdobla en oxígeno
(O) e hidrógeno (H), el O es liberado a la atmósfera y el H es fuente de
electrones para sintetizar ATP (Adenosin trifosfato) y NADPH (Nicotiamida
adenin dinucleótido fosfato) encargados de almacenar y transportar energía. La
energía luminosa se ha transformado en energía química.
La otra fase es la oscura (aunque
se realiza en presencia de luz) o Ciclo de Calvin, referida a la fijación de CO2,
que junto con el ATP logran formar el primer compuesto orgánico en forma de
moléculas de gliceraldehido-3-fosfato, que tienen 3 átomos de carbono, a partir
de las cuales se forman los carbohidratos. Esto lo hacen las plantas C3, las
plantas conocidas como C4 añaden un paso más al Ciclo de Calvin y su primer
compuesto orgánico resultado de la fotosíntesis es una molécula de 4 carbonos
denominada oxaloacetato.
Hay otro grupo de plantas, las
CAM (Crassulean Acid Metabolism) con el metabolismo ácido de las crasuláceas
que consiguen fijar el CO2 por la noche ya que de día los estomas
permanecen cerrados (cactáceas y otras). Durante la noche ocurre el intercambio
gaseoso, expulsan oxígeno y absorben CO2 que lo mantienen en forma
de ácido málico hasta la mañana siguiente, cuando en presencia de la luz,
realizan la fotosíntesis extrayendo el CO2 del ácido para
transformarlo en azúcares.
De esa manera, las plantas y todos
los organismos autótrofos, resumen la historia de la vida en la tierra cuando
son capaces de producir toda la materia orgánica que existe en el planeta, y
siendo además los responsables de la presencia de oxígeno en la atmósfera. En
un principio, la atmósfera no tenía oxígeno y era rica en CO2, vapor
de agua y nitrógeno, un ambiente irrespirable para la gran mayoría de las
especies actuales que requieren oxígeno para poder vivir. Así, las plantas y
ciertas bacterias, hace más de 2.000 millones de años, iniciaron el proceso de
fotosíntesis transformando la atmósfera al incrementar sustancialmente su
proporción de oxígeno, posibilitando la vida actual.
Hay una fotosíntesis anoxigénica,
que se realiza en medios acuáticos por las bacterias rojizas y verdes del
azufre, las cuales utilizan el H del H2S liberando azufre; y otra
oxigénica, que es realizada en medios acuáticos por algas y cianobacterias, y
en medio terrestre por las plantas verdes, que utilizan el H del agua (HOH)
liberando oxígeno a la atmósfera. Se estima que la cantidad de carbono (C)
fijado en la fotosíntesis es espectacular, con una producción anual de materia
orgánica seca del orden de 1,55x1011 toneladas, de las cuales
aproximadamente 60% es formada en tierra firme y el 40% restante en océanos y
aguas continentales.
En resumen, la ecuación general
de la fotosíntesis es la siguiente:
6
CO2 + 6 H2O C6H12O6
+ 6 O2
Es decir, se fija CO2
de la atmósfera y se libera Oxígeno en la producción de materia orgánica, razón
por la cual, ya en 1772, el británico Joseph Priestly se refiere al papel
depurador de la vegetación en la naturaleza, de la siguiente manera: “Por estos
descubrimientos (la fotosíntesis) estamos seguros que los vegetales no crecen
en vano sino que limpian y purifican nuestra atmósfera”.
Sembremos árboles, no talemos
innecesariamente y cuidemos la vegetación existente.
Recordemos que: SIN FERTILIZANTES es imposible producir la cantidad de
alimentos que necesitamos para satisfacer los requerimientos de la población.
En Amazon está a la venta el libro del autor:
“Fertilidad de suelos y su manejo en la agricultura venezolana”. Tiene
información muy útil para mejorar la práctica de fertilización de los cultivos,
con miras a una mayor productividad y a un mejor trato a los suelos y al
ambiente en general.
Pedro Raúl Solórzano
Peraza
Agosto de 2017.
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