LA FOTOSÍNTESIS Y LA NUTRICIÓN VEGETAL

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La fotosíntesis es el proceso metabólico por el cual la materia inorgánica es transformada en materia orgánica, moléculas químicas con un esqueleto de carbono (C) junto con hidrógeno (H) y oxígeno (O) en diferentes proporciones, por medio de la energía luminosa procedente del Sol, que a su vez es transformada en energía química, para su posterior aprovechamiento por los seres vivos. Es el proceso más importante que se verifica en la Tierra, poniéndose de manifiesto con solo considerar que, directa o indirectamente, todos los seres vivos incapaces de realizar la fotosíntesis viven de los organismos que sí la pueden realizar.

Los seres vivos que son capaces de realizar la fotosíntesis se denominan fotoautótrofos (palabra formada por partículas procedentes del griego, en donde photo = luz, auto = sí mismo, troph = nutriente), encontrándose dentro de este grupo, entre otros, las plantas, así como las cianobacterias y algunos hongos. En contraposición a los organismos autótrofos (a parte de los fotoautótrofos están los quimioautotrófos) están los heterótrofos, que son los seres vivos que obtienen sus nutrientes y energía a partir de diferentes fuentes de materia orgánica, encontrándose dentro de este grupo los animales, la mayoría de hongos, bacterias, etc.

La fórmula básica de la fotosíntesis es:

6 CO2	+	6 H2O	+	Luz	à	C6H12O6	+	O2
Dióxido de carbono	+	Agua	+	Energía	=	Materia orgánica	+	Oxígeno

es decir, la planta absorbe de la atmósfera CO₂ y H₂O y por medio de la energía lumínica procedente del Sol, los transforma en materia orgánica en forma de glucosa y O₂, devolviendo este último a la atmósfera. La glucosa que se origina constituye el material de partida que disponen los seres vivos para numerosos procesos metabólicos.

La fotosíntesis ocurre en unos orgánulos intracelulares denominados cloroplastos, ricos en clorofilas, grupo de moléculas orgánicas que poseen magnesio (Mg) además de nitrógeno (N), C, H y O, y se agrupa en dos fases:

• Reacciones fotoquímicas, consisten en transformar la energía luminosa en energía química, con el fin de almacenarla para cuando sea necesaria para la síntesis de compuestos carbonados, que ocurre en la siguiente fase. Se pueden agrupar en una parte cíclica y en una parte no cíclica.
  • Parte cíclica de las reacciones fotoquímicas. La energía luminosa absorbida por la clorofila provoca la expulsión de un electrón, que es transferido a un sistema redox especial, la ferredoxina, proteína con hierro (Fe) y azufre (S), la cual va perdiendo energía que es almacenada por las células en forma de ADP y ATP (moléculas con C, H, O, N y fósforo (P), ricas en energía), mediante el paso fósforo inorgánico a fósforo orgánico, con su correspondiente sistema enzimático.
  • Parte no cíclica de las reacciones fotoquímicas. La planta, mediante el uso de la energía luminosa, pigmentos clorofílicos y agua, produce electrones que almacena tanto en forma ATP como NADPH₂ (coenzima formada por C, H, O, N y P), desprendiendo O₂ a la atmósfera.
• Reacciones de fase oscura. Proceso enteramente bioquímico, en donde no se precisa la luz. Se realiza la fijación y transformación del CO₂ en glucosa mediante el ciclo de Calvin.

La fuente principal de los elementos C, H y O es la atmósfera, mientras que el resto, N, P, S, Mg y Fe provienen de la solución del suelo.

Mención especial tiene el nitrógeno (N). Este macronutriente se encuentra tanto a nivel atmosférico como edáfico, pero no siempre está disponible para las plantas ni en la forma ni en las cantidades adecuadas. La planta absorbe el N en forma de nitrato (NO₃^–), pero no puede utilizarlo en dicha forma, sino que debe de reducirlo a amonio (NH₄⁺) para que pueda ser incorporado a compuestos más complejos, como son los aminoácidos, que son las moléculas constituyentes de proteínas y enzimas; ácidos nucleicos (ADN y ARN), macromoléculas encargadas de almacenar y transmitir la información genética; o clorofilas y citocromos, indispensables para la fotosíntesis y respiración. Para que se produzca la reducción de nitrato a amonio es indispensable una enzima denominada nitrato reductasa, la cual posee en su composición molibdeno (Mo).

Como se puede observar en la formula inicial, la fotosíntesis se expresa como una fórmula sencilla, en la que únicamente parecen intervenir de forma directa cuatro moléculas básicas compuestas por tres elementos, pero la realidad es que hay una multitud de moléculas de muy diversos tipos y tamaños, compuestas por diversos elementos, por lo que se hace indispensable una correcta nutrición mineral, tanto en microlelementos como en microelementos u oligoelementos.