Descubren un nuevo tipo de fotosíntesis

En vez de usar luz visible, este nuevo tipo de fotosíntesis recién descubierta tiene lugar gracias a la luz en el infrarrojo cercano. Así pues, la llamada clorofila-f parece que juega un papel clave en la fotosíntesis bajo condiciones de sombra, utilizando luz infrarroja de baja energía para hacer la química compleja.

El descubrimiento, publicado en la revista Science, obligará a reescribir los libros de texto y nos dará pistas sobre cómo podríamos diseñar cultivos más eficientes que aprovechen las longitudes de onda de luz más largas.

Este nuevo proceso de fotosíntesis se ha identificado en una amplia variedad de cianobacterias (algas verdeazuladas) en condiciones de sombra, como las esteras bacterianas en Yellowstone y en las rocas de la playa en Australia.

Cuando algunas cianobacterias crecen bajo luz cercana al infrarrojo, los sistemas tradicionales que contienen clorofila-a se cierran y diferentes sistemas que contienen un tipo diferente de clorofila, clorofila-f, toman el control. Encontrar un tipo de fotosíntesis que funcione más allá del límite rojo cambia nuestra comprensión de los requisitos energéticos de la fotosíntesis. Según ha explicado el investigador principal, Bill Rutherford, del Departamento de Ciencias de la Vida del Imperial; “La nueva forma de fotosíntesis nos hizo reconsiderar lo que pensamos que era posible. También cambia la forma en que entendemos los eventos clave en el corazón de la fotosíntesis estándar. Esto es algo que supone un cambio en los libros de texto”.

Resolviendo los posibles daños por la luz

Ya se sabía que otra cianobacteria, Acaryochloris, hace la fotosíntesis más allá del límite rojo. Sin embargo, debido a que ocurre solo en esta especie, con un hábitat muy específico, se la ha considerado una ‘excepción’. Acaryochloris vive muy por debajo de la superficie marina donde se apaga la mayor parte de la luz visible y solo llega el “infrarrojo-cercano”.

La fotosíntesis basada en clorofila-f reportada esta semana representa un tercer tipo de fotosíntesis que está muy extendida. Sin embargo, solo se usa en condiciones sombreadas, ricas en ‘infrarrojos-especiales’; en condiciones de luz normales, se usa la forma roja estándar de la fotosíntesis.

Se pensó que el daño a la luz sería más severo más allá del límite rojo, pero el nuevo estudio muestra que no es un problema en entornos estables y sombreados.

New type of photosynthesis discovered
Colonia de células tipo Chroococcidiopsis, donde los diferentes colores representan fotosíntesis llevadas a cabo por clorofilas-a (magenta) y clorofilas-f (amarillo) | Crédito: Dennis Nuernberg

La coautora Dra. Andrea Fantuzzi, del Departamento de Ciencias de la Vida de Imperial, dijo: “Encontrar un tipo de fotosíntesis que funcione más allá del límite rojo cambia nuestra comprensión de los requisitos energéticos de la fotosíntesis. Esto proporciona información sobre el uso de energía lumínica y sobre mecanismos que protegen a los sistemas vivos contra daños por la luz “.

Estas ideas podrían ser útiles para los investigadores que intentan diseñar cultivos para realizar una fotosíntesis más eficiente mediante el uso de un rango más amplio de luz. Las formas en las que estas cianobacterias se protegen del daño causado por las variaciones en el brillo de la luz podría ayudar a los investigadores a descubrir lo que es factible de aplicar en las plantas de cultivo.

Un descubrimiento revolucionario

Los alcances de esta investigación están todavía por ser revelados pero definitivamente llevan nuestra comprensión de la vida, y de los mecanismos que la hacen posible, a nuevas dimensiones. Para Peter Burlinson, director de biociencias de frontera en BBSRC-UKRI, “descubrimientos como este traspasan los límites de nuestra comprensión de la vida y el equipo de investigación que lo realizó deben ser felicitados por revelar una nueva perspectiva sobre un proceso tan fundamental”.

Por su parte el Dr. Dennis Nürnberg, el primer autor e iniciador del estudio, dijo: “No esperaba que mi interés en las cianobacterias y sus diversos estilos de vida se convirtiera en un gran cambio en la forma en que entendemos la fotosíntesis. Es sorprendente lo que todavía está por ahí en la naturaleza esperando a ser descubierto “.


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