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Evolución de la clorofila y la relación con la calidad de la luz

by Paraled
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La clorofila es una biomolécula que aporta el color verde a las plantas. Este pigmento natural se alberga al interior de los cloroplastos de los organismos fotosintetizadores. Sin embargo, esta característica tonalidad tiene un origen bien particular. Si quieres saber cómo se originó este elemento en sus inicios y cómo fue evolucionando hasta nuestros días, continúa leyendo.

La evolución de la clorofila hasta nuestros días

Primeros organismos autótrofos

Se piensa que en un principio la Tierra era morada, como lo indica este estudio, que reveló la apariencia arcaica de nuestro planeta basándose en los microorganismos autótrofos de color púrpura que habitaban en aquella lejana época. Estos primeros habitantes se denominan haloarqueas, los cuales comenzaron a colonizar la superficie del mar hace unos 2.700 millones de años atrás (unos 800 millones de años posterior al origen de la vida en la Tierra).

Las haloarqueas fueron los primeros organismos autótrofos en utilizar la luz para producir su propia energía. Este proceso fue diferente a cómo funciona hoy en día la fotosíntesis moderna, según este postulado, que plantea una hipótesis alternativa al comparar la evolución de la clorofila y la bacterioclorofila (pigmento que se encuentran en haloarqueas). Este mecanismo inicial consistió en la absorción de la luz verde, por lo que durante este proceso metabólico, estos organismos reflejaban la parte del espectro que no usaban: la luz azul y roja, generando una apariencia de color morado, como lo explica este documento acerca de cómo estas especies empleaban los recursos lumínicos del sol.

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Evolución del mundo vegetal y la aparición de la clorofila

Como la evolución nunca deja recursos sin aprovechar, 2.000 millones de años más tarde, tras los cambios en el medioambiente y la interacción con el mismo, el resto de los microorganismos se adaptaron desarrollando un mecanismo fototrópico más sofisticado que involucraba la oxigenación. Aparecieron otras especies que sacaron ventaja de la luz desperdiciada por las haloarqueas, dando origen a las primeras clorofilas, que en esencia se trata de un pigmento cuya función principal es “atrapar” los rayos de luz. Estas -al absorber los espectros azul y rojo- reflejan el color verde, el cual genera la tonalidad característica actual de las plantas.

Aquí comienza una revolución a nivel cósmico, donde la evolución inventa nanofábricas capaces de capturar de manera eficiente la luz azul y roja, sobrantes del sol, para fijar el CO₂ y así generar su propio alimento. Esto dio origen a las algas y plantas modernas que hoy nos mantienen vivos. Según la teoría de la endosimbiosis, hace 1.000 millones de años atrás, este prototipo de clorofila inicial se incorporó a células eucariotas -al igual que las mitocondrias (organelos con doble membrana celular)-, convirtiéndose en el pulmón terrestre.

En ese comienzo, las primeras células fotosintéticas se encontraban a cierta profundidad en el océano, y la luz azul (que tiene más energía), lograba penetrar profundidades mayores que la luz roja, haciendo que estos primeros organismos se adaptaran a esta proporción lumínica. A medida que la colonización fue avanzando hacia la superficie, esta distribución luminaria fue cambiando, ya que el rojo fue alcanzando al azul. Y ya en la superficie de la tierra firme, las plantas empezaron a preferir el color rojo.

 

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Adaptación de las plantas en la tierra y la evolución estacional de la clorofila

Posterior al origen de la clorofila en un ambiente más azulado, las plantas llegaron a la tierra para expandirse por todo el planeta, quedando expuestas a diferentes variables luminosas. El tipo de luz varía según la latitud, la época del año, las condiciones lumínicas, la ubicación, etc. Todos estos estímulos fueron utilizados para predecir los eventos estacionales del clima y adaptarse. Por ejemplo, las plantas deben detectar si se aproxima el invierno para prepararse para invernar y entrar en dormancia. Otras especies desarrollaron como estrategia florecer rápidamente antes de invierno para que las semillas soporten las bajas temperaturas y luego germinen aprovechando la primavera. O el increíble sistema de detección de sombra vegetal, para ganar la competencia o florecer y que las siguientes generaciones tengan mejor suerte.

Si bien las plantas son organismos sésiles (que no se desplazan), están lejos de ser organismos simples. En realidad tienen un complejo sistema de adaptación y predicción que las ha posicionado como los seres vivos más exitosos en la tierra, donde claramente la luz ha tenido una gran influencia en su vasta historia.

Puedes leer: ¿Qué influencia tiene la luz en los cultivos?

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Suplementación lumínica para plantas

Así como las plantas y la clorofila evolucionaron para captar de mejor manera los rayos del sol, los seres humanos han desarrollado nuevas tecnologías para independizarse de los recursos naturales. Si bien la luz solar es necesaria para realizar los procesos de fotosíntesis para que puedan crecer y desarrollarse las plantas, hay zonas del planeta y horas del día en que este recurso es insuficiente. Por esta razón, la suplementación lumínica puede cambiar las condiciones, permitiendo que los cultivos se desarrollen a gran velocidad, ya sea en invierno o de noche, mejorando la productividad durante todo el año.

En PARALED desarrollamos un servicio de iluminación eficiente para tus cultivos. Diseñamos recetas de luz específicas para el tipo y fase de desarrollo de tus plantas a través de nuestro algoritmo de inteligencia artificial que crea la receta perfecta a partir de datos experimentales y de análisis en laboratorio de cada especie de planta. Pero nuestro apoyo va mucho más allá: nos interesa lograr el máximo rendimiento al menor costo posible, optimizando las recetas de luz para inducir el crecimiento de las plantas con menor gasto energético.

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