Plantas verdes en un planeta que fue púrpura

¿Por qué las plantas son verdes? Responder a esta pregunta diciendo “por la clorofila” sólo le pasa el problema a esta. En efecto las plantas poseen grandes cantidades de clorofila la cual no absorbe el color verde y por ende las plantas son de este color. Pero la pregunta clave es ¿por qué las plantas descartan la luz verde como fuente de energía? 

 

Espectro de absorción de la clorofila a (verde) y b (rojo). Fuente wikipedia)

Espectro de absorción de la clorofila a (verde) y b (rojo). Fuente wikipedia

 

 

El verde y amarillo son los más intensos entre los colores del espectro que llegan a la Tierra, No me meteré en el resto de longitudes del espectro no visible, ya que básicamente las ultravioletas son dañinas para el DNA y las infrarojas carecen de energía suficiente . Por ello cobraría sentido que las plantas hubieran desarrollado moléculas destinadas a absorber dichos colores en vez de la clorofila que absorbe longitudes de onda menos abundantes como el azul y el rojo. Una posible respuesta sería que no existen materiales disponibles en la naturaleza para adquirir energía de forma eficiente de la luz verde y amarilla. Para averiguarlo debemos entender como funciona la clorofila en las plantas, algas y en algunas cyanobacterias.

Explicar en detalle como se transforma la energía de la luz en alimento sería demasiado extenso. La versión corta es que la clorofila canaliza la luz azul hacia un centro (fotosistema II) que hidroliza el agua en oxigeno, protones y electrones; la luz roja, menos energética, es canalizada a otro centro (fotosistema I) que utiliza los electrones y parte de los protones para empaquetar químicamente esa energía en moléculas (NADPH, además del ATP que se forma con el resto de protones). Estas moléculas será las que permitan a la planta utilizar el CO2 para producir glucosa. Es un proceso muy sofisticado donde la energía de cada longitud de onda absorbida juega un papel fundamental por lo que no sonaría descabellado pensar que es la configuración óptima (más detalles en Wikipedia).

Esquema de la fotosíntesis. Se pueden apreciar los saltos energéticos durante el proceso

Esquema de la fotosíntesis. Se pueden apreciar los saltos energéticos durante el proceso

¿Existe algún sistema eficaz para absorber y utilizar de forma eficaz la energía proveniente de la luz verde y amarilla? La respuesta es afirmativa y nos acerca a la explicación más plausible al problema que hemos planteado. Las bacterias púrpuras utilizan pigmentos que absorben las longitudes de onda más abundantes como fuente de energía y desechan el azul y el rojo dándole a esas bacterias su característico color púrpura(ver espectros, retinal es el pigmento de la bacteria). Estas bacterias pueden encontrarse en ambientes extremos como geysers o lagos muy salados. No parecen una dura competencia, pero eso es ahora.

 

Este podría ser el aspecto de la Tierra bajo el dominio de las bacterias púrpuras.

Este podría ser el aspecto de la Tierra bajo el dominio de las bacterias púrpuras.

 

 

Por lo que sabemos, hace cientos de millones de años las bacterias púrpuras dominaban la tierra cuando las algas aparecieron, es bastante plausible que nuestro planeta azul fuera más bien púrpura por aquel entonces (Nota: esto es, de momento, sólo una hipótesis basada en el dominio de las bacterias púrpuras mucho antes de que apareciera el oxígeno). Las cyanobacterias (que son bacterias  verdeazuladas o verdes, precursoras de las algas),  y tras ellas las algas, evolucionaron y sobrevivieron en ese ambiente utilizando el nicho que las bacterias púrpuras les habían dejado, las únicas longitudes de onda útiles que las bacterias púrpuras no estaban aprovechando. Como el alumno que supera al maestro las cianobacterias, algas (y finalmente las plantas) acabaron desplazando a las bacterias púrpuras. La clave sería el oxígeno que desprenden cianobacterias, algas y plantas, esencial para nosotros pero muy dañino hace cientos de millones de años para todo ser viviente en la Tierra.

Actualización: en los comentarios de Menéame comentan un par de hipótesis diferentes que os copio tal cual: “es posible que las plantas eligieran devolver el verde ya que es el pico de emisión de luz solar (sí, nuestro querido sol no es amarillo, sino verde, sólo que lo vemos blancoamarillento por la mezcla de colores resultante. Por eso no existen estrellas verdes, sino blancas). Esto permitiría a las plantas no quemarse por acción de la luz solar. Cuando las temperaturas y la radiación solar va bajando, las plantas se van volviendo… adivinemos… ¡rojas! Esto aumenta la eficiencia de absorción en los verdes y amarillos, usando otros pigmentos diferentes que salen a luz al degradarse la clorofila. Otra explicación tiene que ver más bien con el hecho de que las plantas surgieron bajo el agua. Allí la absorción en colores ultravioletas al verde es bastante mala, con lo cual empezaron con el rojo, que es la que llegaba a suficiente profunidad. A medida que iban ascendiendo, trasladaron (o complementaron) su pico al azul, dejando el de en medio como una especie de “eslabón perdido”.”

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18 comentarios

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18 Respuestas a “Plantas verdes en un planeta que fue púrpura

  1. Ummmm. Ya me estoy imaginando un objetivo perfecto en el diseño de un alga para producir biocombustibles. Combinar los genes de ambos sistemas. ¿Crees que es posible?

  2. tallcute

    El problema de la generación de biocombustibles suele ser que no se producen (o lo hacen con una baja eficiencia) reacciones clave en la producción de alcohol u otros combustibles (Otro problema es el escalado a grandes cantidades). En el caso del alcohol uno de los problemas es que las algas/bacterias/levaduras sólo soportan hasta una concentración (creo que anda por el 20% más o menos). La fotosíntesis oxigénica (la de las cianobacterias y plantas) es bastante productiva (en el sentido de que las plantas obtienen una gran cantidad de recursos) y aunque la eficiencia es baja (9% aprox.) no creo que sea el factor limitante. Por lo que tengo entendido las ideas actuales van por optimizar las enzimas que producen los combustibles, hacer a los productores más resistentes al producto que generan, incrementar la concentración de productores (menos requerimientos de O2, tolerancia a productos de deshecho, mezclar diferentes productores que reutilicen los deshechos…) y el escalado a grandes superficies (retirada eficaz del combustible en grandes volumenes, reutilización de los productores, optimización de la difusión de alimento, O2…). La verdad es que casi me he hecho un post en el comentario. :P

    • Muchas gracias por el comentario y su extensión. Me ha encantado. Aunque eso me lleva a otro problema. Si el rendimiento de la fotosíntesis es solo del 9% parece difícil competir por el espacio con los paneles solares. El coste de “fabricación” de una planta es mucho mas bajo pero teniendo en cuenta los miedos, muy exagerados, a la manipulación genética quizás los biocombustibles no tengan demasiado futuro…

  3. Pingback: Plantas verdes en un planeta que fue púrpura

  4. Me ha encantado tanto el post, como el comentario casi post.

  5. Pingback: Top Posts « WordPress.com

  6. true_AL

    Un post realmente interesante ,me lo habia preguntado alguna vez de hecho,gracias por la aclaración
    PD: el pseudo post sobre bio-combustibles tb me parece genial (a ver si lo amplias tallcute)

  7. danfercar

    Hola! Realmente interesante tu artículo, y lleno de… color :) Felicidades por un blog tan bien construido. Un saludo.

    http://www.itsmyownworld.wordpress.com

  8. Toranks

    Hay un error en mi primera explicación. Es exactamente al revés. http://meneame.net/story/plantas-verdes-planeta-fue-purpura#c-23

    • tallcute

      lo he visto después de copiar tu explicación, lo quitaré mañana. Una cosa sobre lo que comentas en menéame: un punto importante es que las bacterias púrpuras lo son por combinación de rojo y azul, extremos de espectro.

  9. Por favor, únicamente pido al autor, como a tantas otras personas que consulte en un diccionario el significado de “plausible”, porque ya estoy hasta los mismísimos de ver que se usa en lugar de “posible”, en vez de con el sentido de “digno de aplauso”.

    • tallcute

      Mira, para talibanes ortográficos ya tengo a Iñaki de enchufa2 que además de ser un colega al menos lo hace bien y no es tan membrillo como para pedirme que cambie algo sin mirar la DRAE: plausible.
      (Del lat. plausibĭlis).
      1. adj. Digno o merecedor de aplauso.
      2. adj. Atendible, admisible, recomendable. Hubo para ello motivos plausibles.

      ¿Ves ese “admisible”? Pues eso, ya puedes aplaudir.

  10. Reyes

    Gracias por el post. Bueno, por todos. Me entero de la mitad de lo que cuentan (no soy científica), pero me parecen siempre interesantes y algunos, como éste, fascinantes.

  11. Pingback: 250.000 « Tall & Cute

  12. yusleydys

    las plantas verdes son importantes para el medio ambiente

  13. Pingback: Los 10 pasos evolutivos más complejos « Tall & Cute

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