La fotosíntesis del griego clásico φῶς-φωτός [fos-fotós], ‘luz’, y σύνθεσις [sýnthesis] es la función de la clorofila por la cual materia inorgánica es convertida en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz solar. La vida del planeta se mantiene gracias a esta función, realizada en el agua por las plantas marinas y en la superficie terrestre por las plantas.
Es un procedimiento por el cual las plantas crean sustancias orgánicas mediante el dióxido de carbono y agua, siempre en existencia de la clorofila, que es la encargada de captar la energía solar. En este proceso la energía lumínica pasa a ser la energía química que logra el proceso.
La fotosíntesis se produce en las hojas y tallos verdes de las plantas, mediante unas estructuras especiales de las células vegetales denominadas cloroplastos. Dichos organelos portan clorofila, un pigmento verde que es receptivo a la energía luminosa. La clorofila utiliza la luz de manera eficaz para empezar el proceso de la fotosíntesis.
Para que se de la fotosíntesis es necesaria la exposición de las plantas a la luz, así como la presencia de clorofila. La duración de este proceso es igual al tiempo de exposición de la planta a la luz, con independencia de si es natural o proviene de una fuente artificial. En este sentido, existen dos tipos de fases en dicho proceso: la fase luminosa y fase oscura.
La fase luminosa se denomina de esta forma debido a que todas las reacciones que ocurren durante la misma, dependen absolutamente de la existencia de la luz. Ésta es atrapada por la clorofila permitiendo que se produzca la fotólisis, reacción química en la cual el agua se desdobla en hidrógeno y oxígeno.
Como resultado de esta reacción, el oxigeno se libera al ambiente exterior y, en cambio, el hidrógeno es utilizado en otras varias reacciones que acaecen dentro del mismo proceso. La fase oscura recibe este nombre porque las reacciones que aparecen en ella no dependen directamente de la luz, pero tampoco ocurren durante la noche, sino que se dan en la ausencia de luz.
Esta fase requiere de los compuestos que resultan de la fase luminosa, además del dióxido de carbono que es tomado del entorno. Éste último se mezcla con el hidrogeno obtenido de la fotólisis y otros compuestos dando como producto la glucosa, un carbohidrato sencillo.
Tipos de fotosíntesis
El proceso de la fotosíntesis no siempre se produce de la misma forma, depende de varios factores atmosféricos como la temperatura ambiental, el agua, la luz y la concentración atmosférica de dióxido de carbono. Es por eso que entre las diferentes especies de plantas existentes, se producen diferentes tipos de fotosíntesis; concretamente tres.
Fotosíntesis C3
Generalmente, la mayor parte de las plantas utilizan el sistema fotosíntetico C3. Es el más sencillo, se le conoce así porque el bióxido de carbono, en primer lugar, se incorpora a un conglomerado de carbono 3 y hace que las estomas estén abiertas durante el día.
Es la más eficaz de los tipos de fotosíntesis existentes porque no requiere de una anatomía vegetal especializada y tampoco requiere de muchas enzimas.
Fotosíntesis C4
Las plantas que usan el tipo de fotosíntesis C4, generalmente se desarrollan en hábitats con condiciones complejas para realizar la fotosíntesis adecuadamente. Normalmente, las plantas que usan este tipo de fotosíntesis se encuentran en ecosistemas en los cuales hay demasiada exposición a la luz solar seguidos de periodos de sequía.
Esto altera los niveles de humedad y provoca que la evotranspiración sea más alta si la comparamos con las plantas tipo C3. Es por esto que también presentan estructuras fisiológicas diferentes a las C3 para incorporar el CO2 y poder desarrollar igualmente el proceso, a pesar de las condiciones ambientales.
Las plantas C4 tienen diferencias morfológicas que aumentan la eficacia fotosintética, por ejemplo en el mesófilo (tejido interno de la hoja): Tiene alteraciones adaptativas que le permiten la síntesis de moléculas de 4 carbonos pertenecientes al CO2.
Dicha modificación tiene sentido ya que el objetivo de tales adaptaciones es eludir la fotorespiración cuando disminuye la concentración de CO2 y, además, disminuye la salida de vapor de agua por los estomas.
MAC
El atributo fisiológico diferenciador de las plantas MAC (metabolismo ácido de las crasuláceas) es la división temporal de los procedimientos de carboxilación, ya que se impregnan del CO2 durante la noche y realizan la fotosíntesis por el día.
La presente modificación fisiológica adaptativa en las MAC es de mayor envergadura que en las plantas C4, ya que no solo esquiva la fotorespiración, si no que además previene la evapotranspiración, debido a que durante todo el día los estomas se mantienen cerrados.
Las plantas MAC que más se han estudiado son las crasuláceas, agaváceas (como el maguey) y las bromeliasias (como la piña). La fotosíntesis MAC habitualmente se genera en plantas cuyo ecosistema cuenta con condiciones climáticas adversas, con temperaturas y sequedad poderosas, como por ejemplo en las zonas áridas y desérticas.