FOTOSINTESIS

FOTOSINTESIS

William Vargas Medina 20042005115

INTRODUCCION.

En un intento muy divulgativo y siguiendo la historia de los descubrimientos hasta la época, Isaac Asimov explica los procesos que integran en infinito ciclo del carbono que se mantiene hoy en nuestros días gracias sobretodo a partir de las células fotosintéticas.

Se describe primero de forma muy completa los procesos químicos que se producen en las mitocondrias de las células animales, analizando la cantidad de energía aportada en cada etapa, y la forma en que se utiliza esa energía. Luego describe el ciclo contrario, la fotosíntesis, que se produce en los cloroplastos de las células vegetales.

En los últimos capítulos también se atreve a explicar el origen de la vida integrando los experimentos y teorías de los investigadores de la época: Haldane, Oparin, Calvin, Miller, Hauge, Groth, Weyssenhoff, Joan Oró, Fox, etc. A lo largo de los capítulos describe los procesos químicos involucrados en la vida, procesos que hacen posible la existencia de todo ser al manejar la energía química.

DESARROLLO.

Uno de los triunfos de la investigación ha sido haber dilucidado la compleja serie de fases que conducen al desarrollo de las plantas verdes, de las que depende toda la vida en este planeta.

El reino animal no podría existir si los animales sólo pudieran comerse los unos a los otros, de la misma manera que una comunidad de personas tampoco podría enriquecerse si solamente se apoderaran de sus mutuas ganancias, ni tampoco un hombre podría sostenerse a sí mismo apretándose el cinturón. Un león que se come a una cebra o un hombre que ingiere un pedazo de carne están consumiendo una sustancia preciosa, que se obtuvo con grandes esfuerzos y considerable atrición por parte del mundo vegetal. La segunda ley de la termodinámica nos dice que, en cada fase del ciclo se está perdiendo algo. Ningún animal almacena la totalidad de los hidratos de carbono, grasas proteínas contenidas en los alimentos que come. ni puede hacer uso de toda la energía disponible en los alimentos. Inevitablemente una gran parte, por no decir la mayor parte de la energía es disipada en forma de calor no utilizable. En cada nivel de la ingestión de alimentos se está perdiendo algo de energía química. Así, si todos los animales fueran exclusivamente carnívoros, la totalidad del reino animal moriría en muy pocas generaciones. Más bien diremos que nunca habría llegado a ocupar el primer plano.

El hecho afortunado es que la mayor parte de los animales son herbívoros. Se alimentan de la hierba de los campos, de las hojas de los árboles, de semillas, nueces y frutas, o de las algas y células vegetales verdes microscópicas que en cantidades ingentes se hallan en las capas superficiales de los océanos. Tan sólo una minoría de animales pueden permitirse el lujo de ser carnívoros.

Por lo que respecta a las propias plantas, éstas no se hallarían en mejores condiciones, si no les fuera cedida la energía necesaria desde una fuente externa. Elaboran hidratos de carbono, grasas y proteínas a partir de moléculas sencillas, tales como anhídrido carbónico y agua. Esta síntesis presupone una aportación de energía, y las plantas la obtienen a partir de la fuente de energía más abundante posible: la luz solar. Las plantas verdes convierten la energía de la luz solar en la energía química de los compuestos complejos, y ésta hace posible todas las formas de vida (excepto la de ciertas bacterias). Esto fue claramente indicado en 1845 por el físico alemán Julius Robert von Mayer, uno de los primeros en abogar por la ley de la conservación de la energía, y que, por lo tanto, conocía particularmente bien el problema del equilibrio energético. El proceso por el cual las plantas verdes hacen uso de la luz solar se denomina «fotosíntesis», derivado de las palabras griegas que significan «sintetizar por la luz».

El primer intento de una investigación científica del crecimiento de las plantas fue realizado ya a principios del siglo XVII por el químico flamenco Jan Baptista van Helmont. Hizo crecer un pequeño sauce en un recipiente que contenía una cierta cantidad, escrupulosamente pesada, de tierra, y halló, ante la sorpresa general, que, aunque el árbol crecía, el peso de la tierra se mantenía invariable. Se había considerado hasta entonces como un hecho indudable que las plantas obtenían las sustancias constitutivas a partir del suelo. (Realmente las plantas toman del suelo algunos minerales e iones, pero no en una cantidad fácilmente ponderable.) Si no la obtienen de él, ¿de dónde la consiguen? Van Helmont decidió que las plantas debían elaborar sus sustancias constituyentes a partir del agua, con la que él había regado abundantemente la tierra. Sólo en parte estaba en lo cierto.

Un siglo más tarde, el fisiólogo inglés Stephen Hales mostró que las plantas formaban sus propias sustancias constituyentes en gran medida a partir de un material más etéreo que el agua, a saber, el aire. Medio siglo después, el médico holandés JanIngen-Houszidentificó el ingrediente nutritivo en el aire como el anhídrido carbónico. También demostró que una planta no absorbe el anhídrido carbónico en la oscuridad; precisa de la luz (la «foto» de la palabra fotosíntesis). Entretanto Priestley, el descubridor del oxígeno, demostraba que las plantas verdes liberaban oxígeno. Y, en 1804, el químico suizo Nicholas Théodore de Saussure demostró que el agua era incorporada a los tejidos vegetales, tal como había sugerido Van Helmont.

La siguiente contribución de importancia tuvo lugar en los años 1850-1860, cuando el ingeniero de minas francés Jean-BaptisteBoussingaulthizo crecer plantas en un suelo totalmente libre de materia orgánica. De esta manera demostró que las plantas podían obtener su carbono a partir únicamente del anhídrido carbónico atmosférico. Por otra parte, las plantas no conseguían crecer en un terreno exento de compuestos nitrogenados, y esto demostraba que obtenían su nitrógeno a partir del suelo y que no utilizaban el atmosférico (salvo en el caso de ciertas bacterias). Desde la época de Boussingault se hizo patente que la participación del suelo como alimento directo para las plantas se limitaba a ciertas sales inorgánicas, tales como ciertos nitratos y fosfatos. Eran estos ingredientes lo que los fertilizantes orgánicos (tales como el estiércol) añadían al terreno. Los químicos comenzaron a defender el empleo de fertilizantes químicos, que servían excelentemente para este fin y que eliminaban los desagradables olores así como reducían los peligros de infección y enfermedad, en gran

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