CAPÍTULO 6: Fotosíntesis y el cloroplasto

BIOCOMBUSTIBLE: PONER EN MARCHA EL AUTOMÓVIL CON FOTOSÍNTESIS

Se utilizan combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas) para cubrir la mayor parte de nuestras necesidades energéticas, pero el suministro de combustible fósil es limitado y se está agotando. Las nuevas tecnologías de minería y extracción, como el fracking permiten extraer más combustible de la tierra, pero la disponibilidad del mismo es limitada. Mientras tanto, el sol cubre a todo el planeta con energía. En la actualidad se capta una fracción diminuta de esta luz mediante paneles solares, pero éstos son costosos e ineficientes. Al mismo tiempo, las plantas, algas y bacterias han estado convirtiendo la luz en energía química desde hace más de 1000 millones de años y es su biomasa restante sepultada bajo tierra lo que dio origen a los combustibles fósiles que quemamos hoy en día. ¿Qué ocurriría si se pudieran aprovechar estos organismos para producir combustible? Nadie ha encontrado todavía una manera de producir biocombustible (combustible derivado de organismos vivos) a un precio que pueda competir con los combustibles fósiles. No obstante, la promesa de tales biocombustibles ha generado una investigación y esfuerzos de desarrollo intensos. En este capítulo se describe la forma en que las plantas captan luz del sol y la convierten en energía química para mantener su propio crecimiento y metabolismo.

6.1 EL ORIGEN DE LA FOTOSÍNTESIS

Las primeras formas de vida sobre la Tierra debieron haber obtenido sus materias primas y energía de moléculas orgánicas simples disueltas en su ambiente acuoso. Tales moléculas orgánicas tuvieron que formarse por medios abióticos, es decir, como resultado de reacciones químicas no biológicas que ocurrieron en los océanos primitivos. Por lo tanto, justo como los seres humanos sobreviven con los nutrientes que toman de su entorno, del mismo modo debieron ser las formas de vida originales. Los organismos que dependen de una fuente externa de compuestos orgánicos se denominan heterótrofos.

El número de organismos heterótrofos que vivió en la Tierra primitiva debió ser muy limitado porque la producción espontánea de moléculas orgánicas es muy lenta. La evolución de la vida en el planeta recibió un impulso tremendo con la aparición de organismos que empleaban una nueva estrategia metabólica. A diferencia de sus predecesores, estos organismos podían fabricar sus propios nutrientes orgánicos a partir de tipos más sencillos de moléculas inorgánicas, como el dióxido de carbono (CO₂) y el sulfuro de hidrógeno (H₂S). Los organismos capaces de sobrevivir con CO₂ como su principal fuente de carbono se denominan autótrofos.

La elaboración de moléculas orgánicas complejas a partir de CO₂ demanda grandes cantidades de energía. En el curso de la evolución surgieron dos tipos principales de autótrofos que se distinguen por su fuente de energía. Los quimioautótrofos utilizan ...