FOTOSÍNTESIS

FOTOSÍNTESIS

La fotosíntesis es un proceso por el cual las plantas, algas, cianobacterias y algunas bacterias fabrican su propio alimento, valiéndose de luz solar (energía lumínica), dióxido de carbono, clorofila, y agua. Durante este proceso los vegetales y ciertos organismos (algas y algunas bacterias) toman el dióxido de carbono del aire y liberan oxígeno. En las plantas, la fotosíntesis se produce en los cloroplastos, organeras características de los vegetales, constituidas principalmente por una membrana plasmática interna y una externa, y pinacoides (con una membrana tilacoidal), apilados en granas. En los pinacoides se encuentran la clorofila y el ATP (adenosina tri-fosfato). No obstante, no todos los organismos que realizan la fotosíntesis poseen cloroplastos, pero sí todos tienen clorofila.

LA RESPIRACIÓN

La mayoría de los seres vivos realizan esta función, mediante la cual toman el oxígeno de la atmósfera y expulsan el dióxido de carbono, además del agua dicho, en otros términos en la transformación de la molécula de azúcar y oxígeno, producto de la fotosíntesis en dióxido de carbono, agua y ATP. Los animales poseen estructuras respiratorias como pulmones, bronquios, tráqueas o piel según sea la especie del animal, mientras que las plantas respiran a través de los estomas de las hojas.

Cualquiera que sea la manera de cómo se incorpora el oxígeno al organismo, el destino es llegar a la célula donde se produce la respiración celular y en organoide especifico llamado Mitocondria que se encuentra en la célula ya sea animal o vegetal. El proceso de respiración no es igual para todas las células ya que existen dos tipos de respiración, según sean los requerimientos de oxígeno por parte de la célula; respiración aeróbica y anaeróbica.

RESEÑA HISTÓRICA DE LA FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN

En la Antigua Grecia, Aristóteles propuso una hipótesis que sugería que la luz solar estaba directamente relacionada con el desarrollo del color verde de las hojas de las plantas, pero esta idea quedo relegada a un segundo plano. De hecho, no volvió a ser analizada hasta el siglo XVII, cuando Stephen Hales, hizo mención a la hipótesis de Aristóteles. Además de retomar esta teoría, el mismo Hales afirmó que el aire que penetraba por medio de las hojas en los vegetales, era empleado por éstos como fuente de alimento.

Durante el siglo XVIII comenzaron a surgir trabajos que relacionaban los conocimientos de la Química con los de la Biología. En la década de 1770, el clérigo inglés Joseph Priestley estableció la producción de oxígeno por los vegetales reconociendo que el proceso era el inverso de la respiración animal, que consumía tal elemento químico. Fue Priestley quien ideo la expresión de aire deflogisticado para referirse a aquel que contiene oxígeno y que proviene de los procesos vegetales, así como también fue él quien descubrió la emisión de dióxido de carbono por parte de las plantas durante los periodos de penumbra, aunque en ningún momento logró interpretar estos resultados.

En el año 1778, el médico holandés Jan Ingenhousz dirigió numerosos experimentos dedicados al estudio de la producción de oxígeno por las plantas, mientras se encontraba de vacaciones en Inglaterra, para publicar al año siguiente todos aquellos hallazgos que había realizado durante el transcurso de su investigación en el libro titulado "Experiments upon Vegetables". Algunos de sus mayores logros fueron el descubrimiento de que las plantas, al igual que sucedía con los animales, viciaban el aire tanto en la luz como en la oscuridad; que cuando los vegetales eran iluminados con luz solar, la liberación de aire cargado con oxígeno excedía al que se consumía y la demostración que manifestaba que para que se produjese el desprendimiento fotosintético de oxígeno se requería de luz solar. También concluyó que la fotosíntesis no podía ser llevada a cabo en cualquier parte de la planta, como en las raíces o en las flores, sino que únicamente se realizaba en las partes verdes de ésta. Como médico que era, Jan Ingenhousz aplicó sus nuevos conocimientos al campo de la medicina y del bienestar humano, por lo que también recomendó sacar a las plantas de las casas durante la noche para prevenir posibles intoxicaciones.

Jean Senebier realizo nuevos experimentos que establecían la necesidad de la luz para que se produzca la asimilación de dióxido de carbono y el desprendimiento de oxígeno. También estableció, que aún en condiciones de iluminación, si no se suministra CO2, no se registra desprendimiento de oxígeno. Sin embargo Senebier opinaba en contra de las teorías desarrolladas y confirmadas más adelante, que la fuente de dióxido de carbono para la planta provenía del agua y no del aire.

Thomas de Saussure demostró experimentalmente que el aumento de biomasa depende de la fijación de dióxido de carbono (que puede ser tomado directamente del aire por las hojas) y del agua. También realizo estudios sobre la respiración en plantas y concluyo que, junto con la emisión de dióxido de carbono, hay una pérdida de agua y una generación de calor. Finalmente, de Saussure describe la necesidad de la nutrición mineral de las plantas.

J. von Liebig, es uno de los grandes promotores tanto del conocimiento actual sobre química orgánica, como sobre fisiología vegetal, imponiendo el punto de vista de los organismos como entidades compuestas por productos químicos y la importancia de las reacciones químicas en los procesos vitales. Confirma las teorías expuestas previamente por de Saussure, matizando que si bien la fuente de carbono procede del CO2 atmosférico, el resto de los nutrientes proviene del suelo.

La denominación como clorofila de los pigmentos fotosintéticos fue acuñada por Pelletier y Caventou a comienzos del siglo XIX. Dutrochet, describe la entrada de CO2 en la planta a través de los estomas y determina que solo las células que contienen clorofila son productoras de oxígeno. H. von Mohl, más tarde, asociaría la presencia de almidón con la de clorofila y describiría la estructura de los estomas. Sachs, a su vez, relacionó la presencia de clorofila con cuerpos subcelulares que se pueden alargar y dividir, así como que la formación de almidón está asociada con la iluminación y que esta sustancia desaparece en oscuridad o cuando los estomas son ocluidos.

A Sachs se debe la formulación de la ecuación básica de la fotosíntesis:

6 CO2 + 6 H2O -> C6H12O6 + 6 O2

Andreas Franz Wilhelm Schimper daría el nombre de cloroplastos a los cuerpos coloreados de Sachs y describiría los aspectos básicos de su estructura, tal como se podía detectar con microscopía óptica. En el último tercio del siglo XIX se sucederían los esfuerzos por

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