¿Qué son la fotosíntesis y la respiración?

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Por Alecia M. Spooner

Los científicos ambientales reconocen que la fuente fundamental de energía para la mayor parte de la vida en la tierra es el sol. A través de la fotosíntesis, las plantas capturan la luz y la convierten en energía potencial química. Las plantas almacenan entonces la energía potencial en forma de biomasa (materia biológica que alimenta a casi todos los animales de la tierra).

Sólo después de que un animal come la planta se libera la energía potencial de la luz solar como energía cinética para el movimiento y el crecimiento.

La fotosíntesis es el proceso químico por el cual las plantas verdes convierten la luz solar en azúcar. En esencia, este proceso transforma una onda de energía luminosa en energía potencial química, que la planta almacena en los enlaces moleculares de las moléculas de azúcar.

Los siguientes pasos le guiarán a través del proceso de fotosíntesis que ocurre cada vez que la luz del sol llega a las hojas de una planta:

  1. Dentro del cloroplasto (un organelo especial dentro de una célula de la planta), una molécula de clorofila absorbe la luz y el compuesto de clorofila también le da a la planta su color verde.
  2. Una secuencia de reacciones químicas transfiere la energía de la luz solar a los enlaces químicos que mantienen unidas las moléculas especiales portadoras de energía (las más comunes de las cuales se denominan ATP) En este punto, la energía originada por la luz solar se almacena en las moléculas de ATP como energía potencial química.
  3. La planta utiliza la energía química almacenada de ATP para producir glucosa a partir del dióxido de carbono. A medida que la planta se une a las moléculas en cadenas cada vez más grandes, captura y almacena energía en los enlaces para ser liberada más tarde. La planta utiliza las moléculas más grandes para construir las paredes celulares a medida que la planta crece.

La siguiente ecuación resume la reacción de fotosíntesis:

En otras palabras, esta ecuación establece que la luz solar, combinada con seis moléculas de agua (H2O) y seis moléculas de dióxido de carbono (CO2), produce una molécula de azúcar (C6H12O6) y seis moléculas de gas oxígeno (O2).

A través de este proceso, las plantas verdes capturan la energía del sol, usan parte de ella para funcionar y crecer, y almacenan parte de ella en su estructura vegetal, donde está disponible para otros organismos cuando comen las plantas. Al mismo tiempo, las plantas liberan oxígeno a la atmósfera.

Según la NASA, de toda la luz solar que llega a la tierra, sólo alrededor del 48 por ciento de ella golpea la superficie y sólo una parte de ella es capturada a través de la fotosíntesis. El resto se refleja en la atmósfera terrestre o es absorbido por la atmósfera.

La fotosíntesis es la primera etapa del flujo de energía a través de un ecosistema. Usted y todos los demás animales de la tierra dependen de la energía que las plantas almacenan para la vida. Pero los animales no son los únicos organismos que queman energía. Las plantas también queman energía a medida que crecen. Tanto en las plantas como en los animales, el proceso de respiración, que libera la energía almacenada para su uso, ocurre en las mitocondrias dentro de cada célula.

Químicamente hablando, la respiración es la fotosíntesis al revés, como se puede ver en esta ecuación:

La respiración consiste en una serie complicada de reacciones químicas. En la primera etapa, la glucosa se oxida y la energía del potencial químico de sus enlaces se transfiere a los enlaces del potencial químico de una molécula de ATP. La molécula de ATP puede entonces ser transportada a través de la célula donde su energía almacenada es utilizada para completar varias tareas dentro de la célula. Este proceso libera gas de dióxido de carbono y agua.

La respiración ocurre en sus células y es alimentada por el oxígeno que usted inhala. El gas de dióxido de carbono que usted exhala es el resultado de un ciclo completo de respiración celular.

Sólo las plantas pueden fotosintetizar, pero tanto las plantas como los animales dependen de la respiración para liberar la energía potencial química capturada originalmente a través de la fotosíntesis.

La figura ilustra la estrecha relación entre la fotosíntesis y la respiración. Como puede ver, gracias a estos dos procesos de mantenimiento de la vida, las plantas y los animales dependen el uno del otro para sobrevivir.

Crédito: Ilustración por Lisa Reed

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