Fotosíntesis
Cuando las personas tienen poca energía, nuestro cuerpo nos dice que tenemos hambre y comemos para ganar energía. Pero, ¿qué pasaría si, en lugar de tomar una barra de granola, saliera y volviera la cara hacia el sol para recargar energías? Si eso fuera cierto, sería como la gran mayoría de las plantas de la Tierra, que obtienen energía a través de un proceso conocido como fotosíntesis. En la fotosíntesis , los organismos utilizan la energía de la luz para transformar el dióxido de carbono y el agua en glucosa que pueden utilizar como combustible para crecer y vivir.
Factores limitantes
Hay una serie de factores que interactúan para que el proceso de fotosíntesis funcione. Cualquiera de estos podría convertirse en un factor limitante . Esto significa que el factor afecta directamente la tasa de fotosíntesis por sí solo, independientemente del nivel de los otros factores. Los principales factores limitantes para la fotosíntesis son la intensidad de la luz, la temperatura y los niveles de dióxido de carbono.
Intensidad de luz
Dado que la fotosíntesis no puede comenzar sin luz, es el primer factor limitante. Las plantas usan clorofila, que generalmente se encuentra en sus hojas, para absorber la luz solar. La energía luminosa del sol es lo que alimenta las reacciones que transforman el dióxido de carbono y el agua en glucosa y oxígeno. Sin luz, la fotosíntesis es imposible.
A medida que la luz solar incide sobre más moléculas de clorofila, aumenta la tasa de fotosíntesis. A un cierto nivel de luz, la velocidad tiende a dejar de aumentar debido a un factor limitante diferente. A niveles de luz extremadamente altos, la velocidad podría incluso disminuir a medida que las moléculas de clorofila se dañen. Este nivel varía de una planta a otra, por lo que algunas plantas deben mantenerse a la sombra, mientras que otras se desarrollan perfectamente con la luz solar directa.
Temperatura
Los organismos vivos utilizan enzimas , moléculas de proteínas, para ayudar a llevar a cabo las reacciones necesarias para unir y almacenar glucosa. La velocidad a la que funcionan estas enzimas se ve afectada por la temperatura, lo que hace que la temperatura sea otro factor limitante importante.
La temperatura óptima es de 10 a 20 grados C (50 a 68 grados F), aunque esto puede variar mucho según el tipo de planta. A temperaturas muy bajas, las enzimas no pueden funcionar correctamente, por lo que la tasa de fotosíntesis disminuye. Lo mismo ocurre a altas temperaturas.
A temperaturas extremadamente altas (por encima de los 40 grados C / 104 grados F), las enzimas pueden incluso desnaturalizarse o dañarse, lo que reduce drásticamente la tasa de fotosíntesis. Como puede ver, demasiados o muy pocos factores en el proceso de fotosíntesis pueden ser un problema importante.
Concentración de dióxido de carbono
Otro factor limitante es la concentración de dióxido de carbono. El dióxido de carbono y el agua son lo que la planta convierte en glucosa, por lo que sin suficiente dióxido de carbono, el proceso no puede ocurrir.
A medida que aumentan los niveles de dióxido de carbono, también aumentan las tasas de fotosíntesis. Esto solo llega hasta cierto punto, cuando la planta ha alcanzado su tasa máxima de fotosíntesis. A diferencia de algunos de los otros factores, un exceso de dióxido de carbono no afecta negativamente a la planta: simplemente llega a un punto en el que no puede procesar la molécula más rápido.
Entonces, ¿qué pasa con el agua?
Quizás se pregunte, ¿por qué el agua no figura como factor limitante? Después de todo, junto con el dióxido de carbono, es uno de los factores necesarios para la fotosíntesis. Si bien es cierto que la fotosíntesis no puede ocurrir sin agua, la cantidad de agua necesaria para el proceso es realmente muy pequeña. Como resultado, el agua rara vez se convierte en un factor limitante. Es mucho más probable que la fotosíntesis se limite debido a la falta de luz, dióxido de carbono o temperatura adecuada. Sin embargo, si la planta no tiene suficiente agua, sus estomas (los poros de sus hojas) pueden cerrarse, lo que significa que no puede absorber adecuadamente el dióxido de carbono. De esa forma, el agua puede ser indirectamente un factor limitante.
¿Cómo contribuye la fotosíntesis al ciclo del carbono?
Interacción de factores
Todos estos factores trabajando juntos hacen posible la fotosíntesis, y las interacciones de estos factores también limitan la fotosíntesis. Por ejemplo, la intensidad de la luz solo puede aumentar la tasa de fotosíntesis hasta el punto en que la temperatura o los niveles de dióxido de carbono la limitan. Del mismo modo, incluso si tiene mucho dióxido de carbono y una temperatura perfecta, si hay poca luz, la velocidad también será baja. La capacidad de cada factor para limitar la tasa de fotosíntesis, independientemente de los otros factores, es lo que los convierte en factores limitantes.
Resumen de la lección
La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas absorben la luz solar y la utilizan para transformar el dióxido de carbono y el agua en glucosa y oxígeno. Los principales factores limitantes de este proceso son la intensidad de la luz, la temperatura y los niveles de dióxido de carbono.
Tanto para la intensidad de la luz como para la temperatura, si el nivel es demasiado bajo o demasiado alto, la tasa de fotosíntesis disminuye rápidamente. Si la temperatura alcanza niveles extremadamente altos, incluso puede desnaturalizar las enzimas necesarias para las reacciones químicas, que pueden disminuir drásticamente o incluso detener la tasa de fotosíntesis. Si el nivel de dióxido de carbono es demasiado bajo, la tasa también disminuirá. Sin embargo, un alto nivel de dióxido de carbono no es perjudicial para el proceso: la planta simplemente alcanza una tasa máxima de fotosíntesis donde no puede procesarla más rápido.
El agua generalmente no se considera un factor limitante porque la cantidad necesaria es muy pequeña. Sin embargo, la falta de agua puede hacer que los estomas de la planta se cierren, lo que restringe su ingesta de dióxido de carbono. Todos estos factores interactúan para aumentar o disminuir la tasa de fotosíntesis, y los cambios en cualquiera de ellos pueden afectar seriamente el proceso.
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