1- ¿Qué es la fotosíntesis?
Como sabemos, todo organismo está compuesto por células y cada célula necesita energía para su funcionamiento.
En la Tierra existen algunos organismos que pueden captar la energía que proviene de la luz solar y de esta manera, incorporar energía al ecosistema.
Estos organismos son plantas, algas y algunas bacterias como las cianobacterias, los cuáles poseen una principal característica: son autótrofos, es decir, fabrican su propio alimento a través de la luz que viene del sol. Este proceso de transformación de energía es llamado fotosíntesis.
Los organismos heterótrofos no pueden fabricar su propio alimento, por lo que estos organismos deben obtener su alimento del medio ambiente. Existen organismos que se alimentan de otros seres vivos, de partes de estos y organismos muertos.
La fotosíntesis es un proceso en el cual se convierte la luz (energía lumínica) en energía química (sacáridos, proteínas y ácidos grasos), lo cual es necesaria para la vida de las plantas. Esta energía proveniente de la luz solar es transformada y almacenada en los cloroplastos, los cuáles son organelos que sólo están presentes en las células vegetales.
2- ¿Cómo sucede la fotosíntesis?
Para llevar a cabo el proceso de la fotosíntesis, como primer elemento la planta realiza un intercambio gaseoso con la atmósfera. Principalmente capta moléculas de dióxido de carbono (CO2), por medio de su respiración celular realizada a través de las estomas, los cuáles son pequeños poros que se ubican en la hoja.
Como segundo elemento, la planta capta moléculas de agua (H2O) a través de sus raíces.
Como tercer elemento, la planta capta la energía luminosa a través de los cloroplastos, los cuáles poseen clorofila. La clorofila es una molécula que posee un pigmento verde característico de las plantas, que permite convertir la energía luminosa en alimento.
Finalmente, estos tres elementos anteriormente mencionados (dióxido de carbono, agua y luz solar) generan que la planta produzca glucosa y libere oxígeno a la atmósfera.
Por lo tanto, una planta para realizar fotosíntesis necesita:
– Dióxido de carbono: Es un gas que se obtiene como desecho de la respiración de los organismos. Se encuentra presente en el aire y el agua. Posteriormente, las plantas lo captan.
– Agua: El agua es un nutriente necesario para todos los organismos. La planta capta el agua disponible en el suelo a través de sus raíces, esta también posee minerales.
– Luz solar: La luz proveniente del sol es captada por la planta a través de cloroplastos.
Del proceso de la fotosíntesis, se obtienen los siguientes productos:
– Glucosa: Corresponde al alimento de la planta. Esta se almacena en forma de almidón en tallos y raíces para que pueda ser utilizada en un corto plazo.
– Oxígeno: El oxígeno es un gas que se encuentra en el aire y el agua, siendo indispensable para la respiración de los seres vivos.
3- ¿Quién fue Jean Baptiste van Helmont?
Jean Baptiste van Helmont fue un científico que descubrió cómo se alimentaban las plantas. Antiguamente, hace cuatrocientos años atrás, se pensaba que las plantas se alimentaban como los animales, nutriéndose a partir de otros organismos.
Su experimento consistió en lo siguiente:
– En un macetero, colocó 90,71 kg de tierra seca y plantó un sauce que tenía una masa de 2,3 kg.
– Luego, regó el sauce con agua de lluvia, ya que esta no posee ningún nutriente.
– Paso el tiempo y observaba el sauce constantemente.
– Después de 5 años, sacó el árbol del macetero y midió la masa del sauce y de la tierra del macetero.
– Finalmente, observó que la masa del sauce era de 76,74 kg y la masa de la tierra era de 90,66 kg.
Como conclusión, Van Helmont determinó que las plantas sobrevivían sólo con agua. Esta además les permitía generar materia orgánica. Por lo que concluyó que los factores determinantes para la nutrición de la planta son el agua y el suelo.
Posteriormente, se descubrieron otros factores que influyen en la nutrición de las plantas, los cuales se describen a continuación.
4- ¿Qué factores influyen en la fotosíntesis?
Además de que las plantas necesiten dióxido de carbono, agua y luz solar; existen dos factores que regulan el proceso de la fotosíntesis: temperatura y luminosidad.
a) Temperatura
Las plantas llevan a cabo el proceso de la fotosíntesis dentro de un rango de temperatura óptima. Si la temperatura disminuye o aumenta, se disminuye su rendimiento.
b) Luminosidad
Si existe una mayor luminosidad solar, como en los días de verano, la actividad fotosintética en las plantas aumentará. Sin embargo, en los días de invierno existe una menor luminosidad solar, por lo que disminuye la actividad fotosintética de las plantas.
5- ¿Cuál es la importancia de la fotosíntesis?
La fotosíntesis en un proceso crucial, ya que las plantas, algas y bacterias son organismos productores que permiten el ingreso de la energía solar al ecosistema, transformando esta energía prima inorgánica en alimentos que posteriormente serán empleados por otros organismos para sobrevivir, estableciendo relaciones de dependencia entre los distintos seres vivos. Además, las plantas son alimento orgánico para diversos animales y seres humanos.
Asimismo, la fotosíntesis disminuye el dióxido de carbono disponible en la atmósfera, es decir, renueva el aire que todos respiramos convirtiéndolo en oxígeno disponible. Hay que recordar que, al exhalar, los seres vivos liberamos dióxido de carbono y al inhalar necesitamos oxígeno para sobrevivir. Por lo que el proceso de la fotosíntesis es indispensable para la vida de todos los organismos.
6- Taller de ciencias
A continuación, revisaremos el siguiente experimento que nos permite evidenciar los requerimientos que necesita una planta para realizar fotosíntesis.
Para llevar a cabo este experimento, necesitas los siguientes materiales:
– Cuatro vasos plásticos
– Tierra de hoja
– Semillas de legumbres
– Huincha de medir
– Bolsa con cierre reutilizable
– Caja de cartón
6.1- Procedimiento
Etapa 1: Preparación de riego y germinación
Los pasos que se describirán deben realizarse una semana antes de la experiencia.
En primer lugar, debemos rotular los cuatros vasos plásticos con las siguientes categorías:
Vaso 1 “sin aire”
Vaso 2 “sin agua”
Vaso 3 “sin luz”
Vaso 4 “todo”
Luego, debemos agregarle la misma cantidad de tierra de hoja y legumbres (3 – 4 semillas) a cada vaso. Además de regarlas cuidadosamente hasta que salgan brotes.
Posteriormente, debes registrar desde el primer día la altura de los brotes. Para esto, puedes utilizar la huincha de medir.
Etapa 2: Diferenciación de variables luego de la germinación
En esta etapa, evidenciaremos qué ocurre con el crecimiento de las plantas si se ven privadas de los componentes que necesitan para realizar fotosíntesis.
Para llevar a cabo la diferenciación, debemos realizar lo siguiente:
1) Regar el vaso 4 “todo”.
2) Regar el vaso 1 “sin aire”. Colocarlo en una bolsa con cierre reutilizable y cerrar la bolsa.
3) Regar el vaso 3 “sin luz”. Colocarlo en una caja de cartón cerrada, donde no pueda recibir luz.
4) Colocar los vasos “todo”, “sin aire” y “sin agua” cerca de una ventana soleada.
Etapa 3: Resultados
En esta etapa, se revisan los brotes cada dos días y se riegan cuando la tierra esté seca. Recuerda que el vaso 2 “sin agua” no debe regarse.
Además, debes registrar la altura de los brotes en una tabla durante los días de observación.
Para registrar los resultados, se puede construir un gráfico de barras de la longitud promedio alcanzada por los brotes de cada uno de los vasos.
Etapa 4: Conclusiones
Si realizas este experimento, podrás observar que las plantas requieren agua, aire y luz para sobrevivir. Si falta uno de estos tres aspectos, la planta puede experimentar cambios y comenzar a marchitarse.
Recordemos lo siguiente:
El agua es un nutriente necesario para todos los organismos. La planta capta el agua disponible en el suelo a través de sus raíces.
La luz proveniente del sol es captada por las hojas de la planta para producir su propio alimento en el proceso llamado fotosíntesis.
Al igual que el resto de los seres vivos, la planta también necesita aire para sobrevivir. El dióxido de carbono presente en el aire es captado por las hojas para producir su propio alimento.
