E2 Captura de Radiação

Tópico

A radiação fotossinteticamente ativa (RFA) é a porção da luz solar, com comprimento de onda entre aproximadamente 400 e 700 nanômetros, que uma planta pode usar para a fotossíntese. Essa RFA não atinge todas as folhas da planta igualmente: à medida que atravessa a copa, a RFA é atenuada camada por camada de folhas, seguindo uma lei de atenuação exponencial conhecida como lei de Beer-Lambert. Assim, as folhas mais profundas na copa recebem frações progressivamente menores de RFA do que as folhas mais expostas no topo da copa.

A RFA que atinge cada folha é absorvida pelos pigmentos do cloroplasto. Quanto mais RFA os pigmentos do cloroplasto absorvem, mais energia luminosa fica disponível dentro do cloroplasto para iniciar a fotossíntese.

Nem toda a energia luminosa absorvida pelos pigmentos dos cloroplastos é convertida em energia fotoquímica utilizável: a eficiência quântica da conversão fotoquímica determina qual fração da energia luminosa absorvida o cloroplasto consegue converter efetivamente em energia fotoquímica, e quanto maior a eficiência quântica da conversão fotoquímica, mais energia fotoquímica o cloroplasto obtém da mesma quantidade de radiação fotossinteticamente ativa absorvida.

Integrando a absorção da radiação fotossinteticamente ativa, a eficiência quântica da conversão fotoquímica e todas as etapas subsequentes do metabolismo fotossintético, a curva que relaciona a fotossíntese líquida à irradiância descreve quanta fotossíntese líquida a folha produz em cada nível de irradiância — isto é, em cada intensidade de radiação fotossinteticamente ativa — que recebe. Em níveis baixos de irradiância, a fotossíntese líquida aumenta quase proporcionalmente à irradiância, enquanto em níveis altos de irradiância, a fotossíntese líquida deixa de aumentar proporcionalmente e satura porque a eficiência quântica da conversão fotoquímica não consegue mais utilizar toda a radiação fotossinteticamente ativa adicional que continua a chegar.

A radiação fotossinteticamente ativa que a folha absorve, mas que a eficiência quântica da conversão fotoquímica não consegue mais converter em energia fotoquímica, não permanece simplesmente sem uso dentro do cloroplasto: a folha a dissipa como calor por meio da dissipação térmica não fotoquímica, o que protege o cloroplasto do acúmulo de energia em excesso que, de outra forma, danificaria o fotossistema II.

Uma fração adicional da energia luminosa que o cloroplasto não consegue converter em energia fotoquímica ou dissipar como calor por meio da dissipação térmica não fotoquímica é reemitida como fluorescência da clorofila. Essa fluorescência da clorofila atua como um sinal diagnóstico do estado do fotossistema II: quanto melhor o fotossistema II estiver funcionando, mais energia luminosa será convertida em energia fotoquímica ou dissipada como calor e menos fluorescência da clorofila a folha emitirá; por outro lado, quanto mais danificado estiver o fotossistema II, menos energia luminosa ele conseguirá converter ou dissipar por essas duas vias e mais fluorescência da clorofila a folha emitirá a partir da mesma radiação fotossinteticamente ativa que recebeu originalmente.

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