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La fotosíntesis es el método de conversión de energía primaria que alimenta el mundo vegetal y, por extensión, el mundo animal. Al convertir la energía de la luz en energía química, la fotosíntesis es el componente básico de casi toda la vida en este planeta. Comprender los elementos básicos de la fotosíntesis permite una mayor comprensión del impacto de las fuentes de energía en la vida.
La necesidad de alimentar
La vida se apoya gastando energía. Sin energía, la vida es imposible. Sin embargo, la energía, para ser lo más útil posible, debe estar presente en una forma que pueda almacenarse, moverse y usarse según sea necesario, en lugar de usarse solo cuando está presente desde una fuente externa. Hay una serie de formas de energía que se pueden utilizar para mantener la vida: algunas bacterias parecen obtener su energía en forma de calor de fuentes profundas que se ventilan debajo de la corteza terrestre, por ejemplo. Sin embargo, la forma de energía más comúnmente disponible en el planeta es el sol, en forma de luz. La fotosíntesis es el proceso de recolectar esa energía y convertirla en una sustancia química que puede manipularse en beneficio de la planta.
Clorofila
La clorofila es el motor de conversión que convierte la energía de la luz en azúcares. La clorofila está contenida en membranas llamadas cloroplastos, que se encuentran en el interior de las células. La mayoría de la clorofila que se encuentra en estos cloroplastos recoge y transfiere energía de la luz a dos centros de reacción de clorofila en la red de cloroplastos. Estos pares realizan el trabajo real de conversión de la energía de la luz a azúcares, utilizando hidrógeno y carbono, produciendo glucosa y eliminando el oxígeno como subproducto de la fotosíntesis.
Proceso
Cuando la luz golpea la clorofila en una hoja, se pasa a las clorofilas emparejadas en el centro reactivo, que usan la energía directamente para combinar agua, carbono y oxígeno en una nueva disposición física: glucosa, un azúcar vegetal simple. La reorganización, cuando se desmonta, libera energía que puede usarse en otros procesos físicos. Hay energía perdida en el proceso; ninguna conversión de energía de una forma a otra es 100 por ciento eficiente. La ventaja del proceso, sin embargo, es una forma de energía que puede utilizarse tal cual o almacenarse y manipularse.
Etapas adicionales
Después de que se haya producido la fotosíntesis, la glucosa en la planta puede convertirse en dos formas de energía química más fácilmente almacenadas: carbohidratos complejos y lípidos, mejor conocidos como almidones y grasas. El almidón y la grasa son almacenes de una planta, que pueden almacenarse o transportarse en tejido de floema para usos futuros.
Centralidad de la energía vegetal
Las plantas, y las plantas solas, producen alimentos a partir de la luz. Ningún animal es capaz de hacerlo. Por lo tanto, todas las plantas se consideran "productores" y animales "consumidores" en la economía del uso de la energía en las redes biológicas. Los animales utilizan las plantas como alimento, o comen otros animales que alguna vez comieron plantas como alimento, pero no transforman la luz en alimento por sí mismos.
Además, incluso las formas de energía no basadas en alimentos se basan con mayor frecuencia en el uso de plantas. La madera, el carbón y el petróleo son formas de plantas que crean y almacenan energía. Si bien los humanos han comenzado a aprender a usar otras formas de energía, desde la energía generada por el agua hasta la energía nuclear para la conversión directa de la energía solar, la mayor parte de nuestra fortaleza económica todavía se basa en la capacidad de las plantas para combinar la energía de la luz con carbono, oxígeno y agua para producir glucosa.