La Fotosíntesis

La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas transforman materia inorgánica en materia orgánica. Para ello, utilizan dióxido de carbono (CO₂) del aire y agua (H₂O) del suelo como materias primas, y aprovechan la energía proveniente de la luz solar. Como resultado, se producen azúcares que sirven como fuente de energía y base para el crecimiento, además de oxígeno, que es liberado a la atmósfera.

Este es el principal mecanismo de nutrición de todos los seres capaces de fabricar su propio alimento (organismos autótrofos), entre ellos, las plantas, las algas y algunos tipos de bacterias denominadas fotosintéticas.

La fotosíntesis constituye un proceso bioquímico fundamental para la vida en la Tierra. No solo permite la creación y circulación de la materia orgánica, sino que además produce el oxígeno que necesita la mayor parte de los seres vivos para su respiración.

¿De dónde proviene el término fotosíntesis? El nombre de este proceso proviene de las voces griegas foto, “luz”, y synthesis, “composición”.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la fotosíntesis?

¿Qué organismos realizan la fotosíntesis?

¿Cuáles son las fases o etapas de la fotosíntesis?

¿Por qué es importante la fotosíntesis?

Características de la fotosíntesis

A grandes rasgos, la fotosíntesis se caracteriza por lo siguiente:

• Es un proceso bioquímico en el que se aprovecha la luz solar para obtener nutrientes a partir de elementos inorgánicos como el agua y el dióxido de carbono.
• Es realizada por los organismos autótrofos (plantas, algas y bacterias fotosintéticas) y constituye su mecanismo de nutrición.
• En las plantas y las algas, la fotosíntesis se lleva a cabo en organelas especializadas llamadas cloroplastos, donde se encuentra la clorofila. Las bacterias fotosintéticas también poseen clorofila (u otros pigmentos análogos), pero no tienen cloroplastos.
• Existen dos tipos de fotosíntesis: la fotosíntesis oxigénica (utiliza agua y produce oxígeno) y la fotosíntesis anoxigénica (utiliza sulfuro de hidrógeno o hidrógeno gaseoso y no produce oxígeno).

¿Cómo funciona la fotosíntesis?

Para llevar a cabo la fotosíntesis, se requiere de la presencia de clorofila, un pigmento sensible a la luz que les confiere a las plantas y algas su coloración verde característica.

La clorofila se encuentra en los cloroplastos, que son organelas celulares de diverso tamaño propias de las células vegetales. Los cloroplastos contienen un conjunto de proteínas y enzimas que permiten el desarrollo de las complejas reacciones que forman parte del proceso fotosintético.

Fases de la fotosíntesis

La etapa fotoquímica de la fotosíntesis se produce en presencia de luz solar.

El proceso bioquímico de la fotosíntesis ocurre en dos etapas diferenciadas: la etapa luminosa (o lumínica) y la etapa oscura. En la primera es indispensable la presencia de luz, mientras que en la segunda no se requiere (lo cual no significa que ocurra necesariamente en oscuridad).

• Etapa luminosa o fotoquímica. Durante esta fase, suceden las reacciones que dependen de la luz. La planta capta la luz solar por medio de la clorofila y la utiliza para producir moléculas que almacenan energía, llamadas ATP y NADPH. En este proceso se rompen moléculas de agua y se libera oxígeno.
• Etapa oscura o sintética. Esta fase tiene lugar dentro de los cloroplastos de las células vegetales. En estas organelas, se fabrican carbohidratos utilizando dióxido de carbono del aire y las moléculas generadas durante la etapa luminosa (ATP y NADPH). Este proceso ocurre a través de una serie de reacciones químicas muy complejas, conocidas como el ciclo de Calvin-Benson.

Ecuación de la fotosíntesis

La ecuación general de la fotosíntesis es la siguiente:

Tipos de fotosíntesis

Se pueden distinguir dos tipos de fotosíntesis, en función de las sustancias utilizadas por el organismo para llevar a cabo la reacción:

• Fotosíntesis oxigénica. El organismo utiliza agua para la reducción del dióxido de carbono consumido. En este tipo de fotosíntesis, no solo se producen azúcares útiles para el organismo, sino que también se obtiene oxígeno como desecho de la reacción. Las plantas, las algas y las cianobacterias llevan a cabo fotosíntesis oxigénica.
• Fotosíntesis anoxigénica. El organismo no utiliza agua para la reducción del dióxido de carbono, sino que aprovecha la luz solar para romper moléculas de sulfuro de hidrógeno (H₂S) o hidrógeno gaseoso (H₂). Este tipo de fotosíntesis no libera oxígeno como producto de la reacción, sino azufre. Las bacterias verdes y púrpuras del azufre llevan a cabo fotosíntesis anoxigénica, y para hacerlo contienen pigmentos diferentes a la clorofila de las plantas.

Importancia de la fotosíntesis

La fotosíntesis libera oxígeno en la atmósfera y en el agua.

La fotosíntesis es un proceso vital y central en la biosfera debido a múltiples razones:

• Produce oxígeno. Este gas, desecho de la fotosíntesis, es indispensable para la respiración, tanto en el agua como en el aire. Sin plantas, la mayoría de los seres vivos (incluido el ser humano) sencillamente no podrían sobrevivir.
• Transforma el dióxido de carbono en materia orgánica. Las plantas fijan el dióxido de carbono y lo convierten en materia orgánica. Este gas, que liberamos al respirar, es potencialmente tóxico si no se mantiene dentro de ciertos límites.

Controla el efecto invernadero. Debido a que las plantas utilizan dióxido de carbono, la presencia de vida vegetal impide que este gas se acumule en la atmósfera y actúe como un agente del calentamiento global.