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Publicado por Ricardo Gómez Alonso
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La Fotosíntesis, Guía Completa: ¿Qué es y cómo se produce? ¿En que nos beneficia?

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cómo se produce la fotosíntesisQuién más quién menos ha escuchado hablar del concepto fotosíntesis. ¿Por qué? Porque es uno de los principales procesos que permiten que haya seres vivos en el planeta tierra.

Las plantas, a diferencia de los animales, pueden producir su propio alimento.

Esto lo logran gracias a un proceso conocido como fotosíntesis, en el cual, las plantas producen sustancias orgánicas a partir del dióxido de carbono ya la energía de la luz.

Este proceso, además, les permite crecer y desarrollarse, y generar oxígeno. De esta manera, la fotosíntesis es, con toda probabilidad, el proceso químico más relevante sobre la Tierra, ya que, sin ella,  no sería posible la vida en nuestro planeta .

Pero hablemos con mayor detalle acerca de la fotosíntesis y en qué consiste, para que así podamos comprender porqué es que resulta tan importante.

La fotosíntesis

¿Qué es la fotosíntesis?

La fotosíntesis es el proceso que realizan todas las plantas, los árboles, las algas y algunas bacterias para alimentarse.

¿Cómo consiguen las plantas realizar este proceso?

Para llevar a cabo la fotosíntesis, las plantas emplean órganos que se encuentran en las células vegetales, llamados cloroplastos, los cuales contienen un pigmento conocido como clorofila que, además de conferirles a las plantas su color verde tan característico, les ayuda también a captar energía luminosa para transformarla en energía química.

El pigmento llamado clorofila es de color verde. Esto provoca que en general las hojas de las plantas sean de este color.

Proceso de Fotosíntesis

Durante este proceso, se genera oxígeno gaseoso que se libera al ambiente.

¿Para qué sirve la fotosíntesis?

Como ya hemos visto, la fotosíntesis sirve, en principio,  para que las plantas se alimenten,  sintetizando materia orgánica a partir de energía luminosa.

Gracias a este proceso, las plantas proveen oxígeno y renuevan el aire, eliminando el dióxido de carbono o CO2.

¿Cómo y dónde se lleva a cabo?

El proceso de fotosíntesis que es cómo obtienen energíavlas plantas se  divide en cuatro etapas principales :

  1. Absorción: Las raíces absorben el agua y los minerales de la tierra.
  2. Circulación: Los nutrientes circulan desde la raíces hasta las hojas a través del tallo.
  3. Fotosíntesis: Se realiza en las hojas, las cuales se orientan hacia la luz para llevarla a cabo. La clorofila contenida en los cloroplastos permiten atrapar la luz (captan la luz solar) que, en combinación con el dióxido de carbono absorbido por los estomas de la planta, ayuda a transformar la savia bruta en savia elaborada.
  4. Alimentación: durante el proceso se produce el oxígeno, el cual es expulsado por las hojas. El oxígeno es equivalente al desecho posterior a la alimentación. Es aquí donde se produce el transporte de la cadena de electrones y la fijación del dióxido de carbono.
  5. Respiración: Este proceso se produce tanto de día como de noche. Durante el día, con la presencia de la luz del sol, las hojas realizan la fotosíntesis y desechan el oxígeno. Por las noches, al no haber luz que puedan absorber, las plantas se limitan a respirar únicamente.
 Los factores esenciales  que contribuyen para que se realice la fotosíntesis son varios. Vamos a hacer una explicación detallada de cada uno de ellos.

Fotosíntesis

¿Qué elementos necesitan las plantas para iniciar el proceso de fotosíntesis?

A continuación exponemos los elementos que requiere la fotosíntesis para llevarse a cabo de forma correcta:

Intensidad de la luz

Sin luz, las plantas no pueden realizar la fotosíntesis, aún si hay suficiente agua y dióxido de carbono en el ambiente.

Si la luz es escasa, la fotosíntesis se realiza más lentamente.

Concentración de dióxido de carbono

El dióxido de carbono es un reactivo necesario para que el proceso se dé.

qué es la fotosíntesis

El Agua

Durante la fotosíntesis, la planta desdobla las moléculas de agua absorbidas de la tierra, dividiéndolas en hidrógeno y oxígeno. Como resultado de esta reacción, el oxigeno es liberado en el ambiente, mientras que el hidrógeno es aprovechado en otros procesos.

Durante la fotosíntesis, el dióxido de carbono se combina con el hidrógeno liberado, y juntos forman glucosa.

Las reacciones químicas que combinan el dióxido de carbono y el agua para producir glucosa están controladas por enzimas, lo que nos lleva al cuarto factor determinante.

dibujo del proceso de fotosíntesis

La Temperatura

Todas las reacciones controlada por enzimas se ven afectadas por la temperatura.

A bajas temperaturas, la tasa de fotosíntesis está limitada por el número de colisiones moleculares entre enzimas y sustratos.

A altas temperaturas, las enzimas se desnaturalizan, lo que equivale a que su estructura y funciones se ven alteradas.

Cantidad de clorofila

 La clorofila es indispensable para absorber la energía lumínica  que se requiere para convertir el dióxido de carbono y el agua en glucosa.

dibujo de la fotosíntesisLas hojas que contienen mayor cantidad de clorofila son más capaces de absorber la luz.

Las plantas en condiciones precarias de iluminación sintetizan más clorofila para absorber la cantidad de luz que requieren.

Algunas enfermedades de las plantas pueden afectar la cantidad de clorofila y, por lo tanto, su capacidad para realizar la fotosíntesis.

Minerales y nutrientes

Por último, pero no menos importante, para que la fotosíntesis se dé de manera exitosa se requieren de plantas saludables.

Esto se logra gracias a la intervención de ciertos minerales y nutrientes necesarios para el crecimiento saludable de las plantas.

Nitrógeno, sulfato, fosfato, hierro, magnesio, calcio y potasio se requieren en cantidades sustanciales para la síntesis de aminoácidos, proteínas, coenzimas, ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN), clorofila y otros pigmentos.

Otros elementos como el manganeso, cobre y cloruro también son necesarios en la fotosíntesis. Así mismo, algunos otros oligoelementos son necesarios para diversas funciones no fotosintéticas en las plantas.

¿Cómo se inicia la fotosíntesis?

La luz se compone de fotones. Los cloroplastos captan los fotones gracias a la clorofila que contienen.sembrar100_02

Al mismo tiempo, la planta se alimenta a través de las raíces. Absorben agua y minerales que viajan por el tallo.

Del ambiente, las plantas absorben el dióxido de carbono.

La luz absorbida por los cloroplastos contribuye para que la planta divida fácilmente las moléculas del agua.

De esta división, se utiliza el hidrógeno para formar glucosa, la cual se transformara en otros compuestos orgánicos como sacarosa, almidón, lípidos, proteínas y celulosa.

El oxígeno se desecha y es lo que terminamos respirando.

Además, durante el proceso se sintetizan una molécula fundamental para los organismos vivos: el ATP o Trifosfato de adenosina, que es la principal fuente de energía de los seres vivos.

Fotosíntesis

¿Por qué es importante?

Gracias a la fotosíntesis,  los seres humanos obtenemos la mayor parte del oxígeno  que necesitamos para respirar. Nosotros, a su vez, exhalamos dióxido de carbono que las plantas necesitan.

Además, el hombre necesita de todo tipo de plantas para su alimentación.

Otros aportes importantes de la fotosíntesis:
  • La fotosíntesis permite elaborar materia orgánica a partir de la inorgánica. Luego, esta materia orgánica será procesada y transmitida de unos seres vivos a otros mediante las cadenas tróficas.
  • La fotosíntesis es fundamental para transformar la atmósfera primitiva y anaeróbica, en una atmósfera aerobia.
  • De la fotosíntesis depende también la energía almacenada en combustibles fósiles como los son el carbón, el petróleo y el gas natural.
  • Los productos vegetales como la madera, el caucho, las hierbas, los medicamentos, la resina y los aceites se derivan de la fotosíntesis.
  • La fotosíntesis contribuye al equilibrio necesario entre seres autótrofos y heterótrofos.
  • Gracias a la fotosíntesis el CO2 producido por animales y procesos de putrefacción puede ser reutilizado y sintetizado. De otro modo, el CO2 o dióxido de carbono saturaría el planeta, lo que tendría consecuencias fatales para la vida en el planeta.

¿Cuándo se produce la fotosíntesis?

Hay varios elementos que pueden afectar al ritmo de la fotosíntesis: la concentración de dióxido de carbono, la temperatura y la intensidad de la luz. Si no hay suficiente dióxido de carbono, una planta no puede hacer la fotosíntesis, aunque tenga mucha luz. Si hace demasiado frío, la tasa de fotosíntesis disminuirá. Si hace demasiado calor, las plantas no podrán llevar a cabo la fotosíntesis.

Si una planta no tiene suficiente luz, no podrá realizar la fotosíntesis muy rápidamente, aunque tenga suficiente agua y dióxido de carbono. La eficacia de una luz artificial para permitir que una planta haga la fotosíntesis por la noche depende de sus longitudes de onda.

Algunas fuentes de luz artificial tienen muchas longitudes de onda que no son útiles para las plantas, como el verde y el amarillo, lo que significa que se desperdicia mucha luz. Estas fuentes de luz todavía pueden promover la fotosíntesis, pero la luz que contiene más longitudes de onda rojas y azules es más eficiente porque esas longitudes de onda son las principales utilizadas por las plantas.

¿Cómo se produce la energía mediante la fotosíntesis?

Durante la fotosíntesis, las plantas utilizan la energía lumínica para producir glucosa a partir de moléculas inorgánicas simples (dióxido de carbono y agua).

Fotosíntesis H2O + Dióxido de CarbonoDe igual modo, esta reacción puede ser utilizada para generar combustibles alternos. Esto puede ser posible si se aprovecha la separación de las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno.

La combustión de hidrógeno molecular, H2, con el oxígeno produce calor y agua, , calor y agua.

Una vez obtenido, el hidrógeno también podría ser utilizado para obtener metanol, un sustituto viable del petróleo.

¿Qué sustancias se producen durante el proceso fotosintético?

Oxígeno

Uno de los subproductos más importantes de la fotosíntesis es el oxígeno. Por supuesto, los animales, como los seres humanos, necesitan oxígeno para respirar y esta sustancia vital se libera como producto de desecho del proceso de fotosíntesis.

Cuando una planta recibe la luz del sol y comienza el proceso fotosintético, también toma seis moléculas de H20, o agua, y seis moléculas de CO2, o dióxido de carbono, que utiliza en la producción de cada molécula de azúcar. El azúcar se utiliza para atrapar la enzima ATP y almacenar energía para su uso posterior, pero como cada molécula de azúcar sólo requiere seis moléculas de oxígeno, quedan seis moléculas de oxígeno O2.

A medida que se produce el azúcar, el oxígeno se libera a través de unos pequeños poros en los cloroplastos de la planta llamados estomas.

Azúcar

Al igual que las reservas de grasa de un animal, el azúcar, en forma de glucosa junto con la fructosa y otros azúcares, actúa como sistema de almacenamiento de energía a largo plazo para las plantas y garantiza que una planta no se secará o morirá al primer día nublado, noche fría o periodo de sequía.

El azúcar también se utiliza en la producción de flores y frutos en muchas plantas. El azúcar se crea en el ciclo de Calvin cerca del final del proceso de fotosíntesis, a veces denominado etapa oscura, ya que tiene lugar después de la recogida de la luz solar.

¿Qué desechan las plantas al finalizar el proceso?

La eliminación de los productos de desecho del metabolismo de los organismos vivos se denomina excreción.

En las plantas, los productos de desecho se eliminan por difusión. Las plantas excretan oxígeno, un producto de la fotosíntesis. Las plantas eliminan el agua por transpiración. Los productos de desecho pueden almacenarse en las vacuolas o en las hojas que se caen. Las resinas y las gomas se almacenan en el xilema y son inofensivas para los árboles. Cuando las hojas y la corteza se desprenden, los desechos se eliminan.

¿Qué seres vivos realizan la fotosíntesis?

La mayoría de las criaturas de la Tierra, si no todas, dependen de la fotosíntesis de un modo u otro.

Esto da una importancia especial a los principales organismos fotosintetizadores, las plantas, las algas y las bacterias especializadas, pero los miembros de la familia Animalia también se han adaptado para utilizar el proceso. Estas especies, llamadas autótrofas, toman agua, dióxido de carbono y la luz del sol y la utilizan para crear un azúcar simple para su propio uso. El proceso libera azúcar, oxígeno y agua.

Especies como las plantas, los autótrofos más famosos, crean los compuestos necesarios para la respiración celular, un proceso llevado a cabo por los heterótrofos, como los humanos, que respiran el oxígeno liberado por las plantas y, a su vez, exhalan dióxido de carbono.

Los seres humanos y muchos otros animales también se alimentan de plantas y algas para absorber el azúcar que crean. Esta relación entre heterótrofos y autótrofos impulsa la vida en la Tierra.

Las plantas, expertas en la fotosíntesis

La fotosíntesis en las plantas tiene lugar en unos orgánulos especializados llamados cloroplastos. Situados en células vegetales específicas, como las de las hojas, los cloroplastos aparecen en la mayoría de las especies que utilizan la fotosíntesis oxigenada, que -como su nombre indica- libera oxígeno.

Otros organismos, como el ser humano, se alimentan de las plantas. Los bosques tropicales, que albergan una sorprendente variedad de vida vegetal, generan el 20% del oxígeno de la Tierra.

Algas

Al igual que las plantas, las especies de algas tienen cloroplastos. Las algas son organismos unicelulares con cuerpos diminutos, algunos de los cuales no pueden verse sin la ayuda de un microscopio. Sin embargo, las floraciones de algas, grandes colecciones de algas individuales, pueden verse desde el espacio.

Las colecciones macroscópicas de algas a menudo se encuentran en grandes «bosques». El fitoplancton, una amplia categoría de organismos microscópicos que realizan la fotosíntesis (principalmente algas), crea alrededor del 70% del oxígeno de la Tierra.

Las bacterias

La teoría endosimbiótica postula que los cloroplastos de las algas y las plantas pueden tener su origen en las cianobacterias oxigenadas, otra clasificación de especies fotosintéticas.

Hace aproximadamente 1,5 millones de años, estos organismos flotantes se trasladaron a las células de las plantas, donde ambos comenzaron una asociación mutuamente beneficiosa, sugiere la teoría. Mientras que algunas bacterias utilizan el dióxido de carbono y liberan oxígeno, otras, como las bacterias verdes y púrpuras del azufre, utilizan el azufre en el proceso fotosintético.

Los animales ¿Pueden llevar a cabo la fotosíntesis?

Algunos científicos teorizan que los animales no realizan la fotosíntesis porque el proceso requiere grandes cantidades de superficie, lo que haría que una especie fuera más fácil de cazar y comer. Otros sugieren que es una cuestión de dieta o que una exposición excesiva al sol podría aumentar el riesgo de sobrecalentamiento de un organismo.

¿Sabías qué...?
Sin embargo, algunas especies animales sí lo aprovechan. Por ejemplo, algunas babosas de mar roban la información genética de las algas que componen su dieta, lo que les permite crear su propio alimento como autótrofos.

¿Quién la descubrió la fotosíntesis? Un poco de historia…

como se realiza la fotosíntesisLa primera hipótesis que se tiene registrada sobre la fotosíntesis data de la Antigua Grecia y pertenece a Aristóteles, quien sugería que, de alguna forma, la luz del sol estaba estrechamente relacionada con el color verde de las plantas. No obstante, su teoría terminó siendo olvidada.

Más adelante, Empédocles de Agrigento, otro célebre filósofo griego, propuso que las plantas se alimentaban del aire, mismo que asimilaban mediante alguna suerte de proceso interno.

Su teoría sería rebatida, paradójicamente, por el mismo Aristóteles y por uno de sus discípulos, el oriundo de Ereso, Tirtamo, mejor conocido como Teofrasto, quien sostenía que todo el alimento de las plantas se recibía por medio de la tierra.

No sería sino hasta el siglo XVII, cuando el clérigo inglés, Stephen Hales, considerado por todos como el padre de la fisiología vegetal, retomaría ambas teorías en su obra publicada en 1727, Statique des végétaux. En dicho estudio, Hales plasmó los primeros registros del movimiento del agua en las plantas y logró demostrar que el aire que penetraba por las hojas en las plantas era empleado por ellas como fuente de alimento.

Los estudios de Stephen Hales influyeron en otro clérigo inglés, llamado Joseph Priestley, a quien se le atribuye el descubrimiento del oxígeno y que afirmaba, entre otras cosas, que éste era producido por los vegetales mediante un proceso aparentemente inverso a la respiración animal.

Para llegar a tales conclusiones, Priestley se basó en un experimento realizado con una vela, la cual había colocado en un recipiente cerrado y la hizo arder hasta que el recipiente ya no pudo soportar la combustión. Posteriormente, colocó una rama de hierbabuena en el recipiente y descubrió que, después de varios días, la menta había producido alguna sustancia que permitía que el aire confinado en el recipiente volviera a soportar la combustión.

Tal sustancia, resultó ser el oxígeno.

Años más tarde, en 1779, el médico holandés Jan Ingenhousz amplió el trabajo de Priestley, demostrando que la planta tenía que estar expuesta a la luz para producir oxígeno. También demostró que este proceso requería la presencia de los tejidos verdes de la planta.

En sentido estricto, fue Ingenhousz, basado en todos los estudios anteriores, quien logra mayores avances para demostrar el proceso de fotosíntesis en las plantas y es con base en sus estudios que científicos posteriores lograrían ampliar tales conocimientos.

Años más tarde, el profesor alemán Ferdinand Gustav Julius von Sachs descubriría los cloroplastos y desarrollaría una ecuación básica para representar la fotosíntesis.

¿Pueden hacer las plantas de interior la fotosíntesis?

Como hemos explicado, si las plantas necesitan primariamente luz solar para hacer la fotosíntesis, ¿cómo pueden llevarla a cabo plantas de interior?

Esto se debe a que este tipo de plantas no necesitan luz directa del sol. Basta con que reciban unas cuantas horas del día luz (por una ventana, por ejemplo) para poder realizar correctamente este proceso.

De hecho, muchas de ellas se benefician de no estar expuestas directamente al sol, especialmente los meses de más calor.

Bibliografía y referencias

Mi nombre es Ricardo Gómez.

Desde pequeño me ha gustado leer y escribir. Ahora, que estoy cursando un máster en periodismo digital, colaboro como freelance escribiendo artículos para diferentes páginas web.

En especial me gusta compartir información sobre agricultura, siembra ecológica y medio ambiente. Entre otras aficiones 🙂

19 comentarios en «La Fotosíntesis, Guía Completa: ¿Qué es y cómo se produce? ¿En que nos beneficia?»

  1. Para esta época, para el suscrito la explicacion de la fotosíntesis, desde mi formación académica es otro y en su momento la compartire

    Responder
  2. ¡Formidable explicación. Felicidades y muchas gracias!
    Espero que sabiendo esto pueda salvar a mi margarita, ya que está medio seca por mucha agua y poco sol. Saludos.

    Responder
  3. Hola! me gustaría hacer una pregunta. El proceso fotosintetico es el mismo para todas las plantas? es decir, no habrá plantas que hagan un proceso distinto? Desde ya, muchas gracias!
    Por cierto, excelente información.

    Responder
  4. me gusto mucho la informacion estuve buscando en algunos sitios pero ninguna informacion es parecida a esta muy bien explicado y me sirvio para mi tarea

    Responder

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