E2 Captación de Radiación

Tópico

La radiación fotosintéticamente activa es la porción de la luz solar, aproximadamente entre los cuatrocientos y los setecientos nanómetros de longitud de onda, que la planta puede aprovechar para la fotosíntesis, y esa radiación fotosintéticamente activa no llega por igual a todas las hojas de la planta: al atravesar el dosel, la radiación fotosintéticamente activa se atenúa capa por capa de hojas, siguiendo una ley de atenuación exponencial conocida como la ley de Beer-Lambert, de modo que las hojas más profundas dentro del dosel reciben una fracción de radiación fotosintéticamente activa cada vez menor que las hojas más expuestas en la parte superior del dosel.

La radiación fotosintéticamente activa que efectivamente llega a cada hoja es absorbida por los pigmentos del cloroplasto, y cuanta más radiación fotosintéticamente activa absorben los pigmentos del cloroplasto, más energía luminosa queda disponible dentro del cloroplasto para iniciar la fotosíntesis.

No toda la energía luminosa que los pigmentos del cloroplasto absorben se convierte en energía fotoquímica utilizable: la eficiencia cuántica de la conversión fotoquímica determina qué fracción de esa energía luminosa absorbida el cloroplasto logra convertir efectivamente en energía fotoquímica, y cuanto mayor es la eficiencia cuántica de la conversión fotoquímica, mayor es la energía fotoquímica que el cloroplasto obtiene a partir de una misma cantidad de radiación fotosintéticamente activa absorbida.

Integrando la absorción de radiación fotosintéticamente activa, la eficiencia cuántica de la conversión fotoquímica y todos los pasos posteriores del metabolismo fotosintético, la curva que relaciona la fotosíntesis neta con la irradiancia describe cuánta fotosíntesis neta produce la hoja frente a cada nivel de irradiancia —es decir, frente a cada intensidad de radiación fotosintéticamente activa— que recibe: a niveles bajos de irradiancia la fotosíntesis neta aumenta casi proporcionalmente con la irradiancia, mientras que a niveles altos de irradiancia la fotosíntesis neta deja de aumentar proporcionalmente y se satura, porque la eficiencia cuántica de la conversión fotoquímica ya no alcanza a aprovechar toda la radiación fotosintéticamente activa adicional que sigue llegando.

La radiación fotosintéticamente activa que la hoja absorbe pero que la eficiencia cuántica de la conversión fotoquímica ya no logra convertir en energía fotoquímica no queda simplemente sin usar dentro del cloroplasto: la hoja la disipa como calor mediante una disipación térmica no fotoquímica, que protege al cloroplasto de acumular un exceso de energía que, de otro modo, dañaría al fotosistema II.

Una fracción adicional de la energía luminosa que el cloroplasto no logra convertir en energía fotoquímica ni disipa como calor mediante la disipación térmica no fotoquímica se reemite como fluorescencia de clorofila, y esa fluorescencia de clorofila funciona como una señal diagnóstica del estado del fotosistema II: cuanto mejor está funcionando el fotosistema II, más energía luminosa se convierte en energía fotoquímica o se disipa como calor, y menos fluorescencia de clorofila emite la hoja, mientras que cuanto más dañado está el fotosistema II, menos energía luminosa logra convertir o disipar por esas dos vías, y más fluorescencia de clorofila emite la hoja a partir de la misma radiación fotosintéticamente activa que recibió originalmente.

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