Nutrición fotosintética para la salud y la vida.

Nutrición fotosintética para la salud y la vida.

Los organismos vivos reaccionan químicamente constantemente, lo que produce cambios de energía en sus cuerpos. Todas estas reacciones y cambios se llaman metabolismo. Básicamente, el metabolismo consta de dos procesos: la síntesis o construcción de sustancias corporales complejas a partir de componentes y energía más simples, y la descomposición o degradación de estas sustancias y energía complejas. El primer proceso se conoce como anabolismo y el segundo como catabolismo.

Una de las principales características de los organismos vivos es la capacidad de alimentarse. A esto se le llama nutrición. La nutrición es, por tanto, el proceso de obtención de energía y materiales para el metabolismo celular, incluido el mantenimiento, la reparación y el crecimiento celular. En los organismos vivos, la nutrición es una serie compleja de procesos anabólicos y catabólicos mediante los cuales los alimentos consumidos en el cuerpo se convierten en sustancias corporales complejas (principalmente para el crecimiento) y energía (para el trabajo). En los animales, los alimentos consumidos suelen presentarse en forma de compuestos complejos e insolubles. Estos se descomponen en compuestos más simples que pueden ser absorbidos por las células. En las plantas, las células vegetales sintetizan primero los materiales alimenticios complejos y luego los distribuyen por todas las partes del cuerpo de la planta. Aquí se convierten en formas más simples y solubles que pueden absorberse en el protoplasma de cada célula. Las materias primas necesarias para sintetizar estos complejos materiales alimenticios se obtienen del aire y del suelo en el entorno vegetal.

Todos los organismos vivos que no pueden proporcionar su propio suministro de energía mediante la fotosíntesis o la quimiosíntesis se denominan heteróstrofos u organismos heterostróficos. Heterostrófico significa alimentarse de otros. Todos los animales son heteróstrofos. Otros organismos, como muchos tipos de bacterias, algunas plantas con flores y todos los hongos, utilizan este método de nutrición. La forma en que los heteróstrofos obtienen su alimento varía mucho. Sin embargo, la forma en que el cuerpo transforma los alimentos en una forma utilizable es en la mayoría de los casos muy similar. Sin embargo, todas las plantas verdes tienen la capacidad de producir carbohidratos a partir de determinadas materias primas presentes en el aire y el suelo. Esta capacidad es importante no sólo para las plantas mismas, sino también para los animales, incluidos los humanos, que dependen directa o indirectamente de las plantas para alimentarse.

La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas producen sus alimentos utilizando energía solar y materias primas disponibles. Es la producción de carbohidratos en las plantas. Sólo tiene lugar en las células de clorofila (es decir, verdes) de las hojas y los tallos. Estas células verdes contienen cloroplastos, que son esenciales para la síntesis de alimentos. Por lo tanto, todas las materias primas necesarias para la fotosíntesis, es decir, el agua y las sales minerales del suelo y el dióxido de carbono de la atmósfera, deben transportarse a las células de clorofila, que abundan en las hojas.

Los diminutos poros o estomas, normalmente más comunes en las superficies inferiores de la mayoría de las hojas, permiten que los gases de la atmósfera entren en el tejido. Un estoma es una célula epidérmica ovalada conocida como célula protectora. Cada estoma es en realidad la apertura de una cámara de aire subestomática. Este es un gran espacio aéreo intercelular que se encuentra adyacente al estoma. Es continuo con otros espacios aéreos intercelulares de la hoja. El tamaño de cada poro estomático depende de la curvatura de las células protectoras que lo flanquean. Cuando las células protectoras se llenan de agua, se hinchan o abultan y, en consecuencia, el poro se abre. Sin embargo, cuando el nivel del agua es bajo, se vuelven blandos o flácidos y como resultado colapsan, provocando que los poros se cierren. Cuando el estoma está abierto, el aire ingresa a la cámara subestomática y se difunde a través del aire intercelular, que se disuelve en el agua que rodea las células. Esta solución de dióxido de carbono luego se difunde hacia las células de las hojas, particularmente las células en empalizada. Aquí es utilizado por los cloroplastos para la fotosíntesis.

El agua que contiene sales minerales disueltas como fosfatos, cloruros y bicarbonatos de sodio, potasio, calcio, hierro y magnesio es absorbida del suelo por las raíces. Esta agua del suelo ingresa a los pelos de las raíces mediante un proceso llamado ósmosis. La molécula de agua se mueve a través de una membrana semipermeable desde una zona de menor concentración a una zona de mayor concentración. Luego es transportado hacia arriba por el tejido del xilema desde las raíces a través del tallo hasta las hojas. Se transporta a todas las células a través de la vena y sus ramas.

Los cloroplastos contienen el pigmento verde (clorofila), que da color a las plantas y puede absorber la energía luminosa de la luz solar. Esta energía se utiliza para uno de los primeros pasos esenciales de la fotosíntesis. es decir, la división de la molécula de agua en oxígeno e hidrógeno. Este oxígeno se libera a la atmósfera. Los componentes de hidrógeno utilizados también reducen el dióxido de carbono en una serie de enzimas y reacciones que consumen energía para formar compuestos orgánicos complejos como azúcares y almidones.

Durante la fotosíntesis, los compuestos de alta energía, como los carbohidratos, se sintetizan a partir de compuestos de baja energía, como el dióxido de carbono y el agua, en presencia de luz solar y clorofila. Dado que se requiere energía solar para la fotosíntesis, el proceso no puede ocurrir de noche porque no hay luz solar. Los productos finales de la fotosíntesis son los carbohidratos y el oxígeno. El primero se distribuye en todas las partes del sistema. Este último se libera a la atmósfera en forma de gas a través de los estomas a cambio del dióxido de carbono absorbido. La ocurrencia de la fotosíntesis en las hojas verdes puede demostrarse mediante experimentos que muestran la absorción de dióxido de carbono, agua y energía por las hojas y la producción de oxígeno y carbohidratos. Se pueden realizar experimentos sencillos para demostrar la liberación de oxígeno por las plantas verdes, la formación de carbohidratos (es decir, almidón) en las hojas y la necesidad de dióxido de carbono, luz solar y clorofila para la formación de almidón en las hojas verdes.

Los experimentos de fisiología implican colocar material biológico, como plantas y animales, o partes de plantas y animales, en condiciones inusuales, como por ejemplo: vasos, jaulas o cajas. Si se realiza un experimento para demostrar los efectos producidos por la ausencia de dióxido de carbono durante el proceso de fotosíntesis, se puede considerar que el resultado de dicho experimento se debe en parte a la colocación del material biológico en condiciones experimentales antinaturales, por lo que es necesario realizar dos experimentos casi idénticos; Uno se coloca bajo condiciones normales (el experimento de control) en el que todos los factores necesarios para la fotosíntesis están presentes, mientras que el otro (el experimento de prueba) se coloca bajo una condición en la que un solo factor se elimina o varía mientras todos los demás factores están presentes. De esta manera, el experimentador puede estar seguro de que el resultado de su experimento de prueba se debe al factor eliminado o variado y no al montaje experimental. Por tanto, el experimento de control sirve como guía para garantizar que la conclusión obtenida por el experimento de prueba no sea una falacia.

Después de algunos experimentos apropiados, la observación muestra claramente que el oxígeno se libera sólo durante la fotosíntesis, es decir, durante el día. Sin luz solar no se puede formar almidón, aunque sí pueden estar presentes otros factores esenciales como el agua, el dióxido de carbono y la clorofila.

La fotosíntesis es el componente básico de la nutrición que ha desempeñado la unidad de una vida sana y desempeña un papel esencial para los organismos vivos. Las complejas estructuras celulares de las plantas se construyen a partir del principal producto de la fotosíntesis, un carbohidrato simple como la glucosa. A estas alturas debe quedar claro que, aunque se ha puesto mucho énfasis en la fotosíntesis, el proceso de síntesis de proteínas es tan importante como el primero. Durante la síntesis de proteínas, los compuestos que contienen nitrógeno absorbidos por las plantas y, en ciertos casos, el fósforo y otros elementos, se combinan con la glucosa para formar las distintas proteínas vegetales.

Además de contribuir a la síntesis de proteínas vegetales, la glucosa es importante porque puede convertirse en grasas y aceites tras una serie de reacciones químicas. También es el producto principal a partir del cual se forman otros compuestos orgánicos.

No se puede dejar de enfatizar la importancia de la fotosíntesis en todos los ciclos alimentarios. Los animales no pueden utilizar la energía del sol para sintetizar compuestos ricos en energía a partir de sustancias simples y fácilmente disponibles, como el agua y el dióxido de carbono, que se encuentran en la atmósfera que nos rodea. La melanina y la queratina afectan el color y la fuerza de la piel del animal, así como algunos daños internos. Por lo tanto, es una suerte que las plantas puedan utilizar la energía proporcionada por la luz solar para sintetizar y almacenar compuestos ricos en energía de los que, en última instancia, dependen todas las formas de vida animal.

Para sobrevivir, los seres humanos no sólo comen productos vegetales como frutas, verduras y cereales, sino también animales como ganado y peces. El ganado y otros animales herbívoros dependen completamente de la vida vegetal para su existencia. Si bien ciertos peces son herbívoros, otros tienen una dieta mixta y un gran número son completamente carnívoros. Los animales carnívoros viven indirectamente de las plantas. Su dieta inmediata consiste en animales más pequeños que deben alimentarse, si no enteramente, sí parcialmente, de plantas. La fotosíntesis es el primer paso en todos los ciclos alimentarios.

Durante el proceso de fotosíntesis, se elimina dióxido de carbono de la atmósfera y se añade oxígeno. Si este proceso de purificación no existiera en la naturaleza, la atmósfera pronto se saturaría con el dióxido de carbono liberado durante la respiración de animales y plantas y durante la descomposición de la materia orgánica, de modo que toda la vida se detendría gradualmente. Sin fotosíntesis no hay nutrición. Y si no hay nutrición, no habrá seres vivos. Y si no hay criaturas vivientes en la tierra, la tierra seguirá sin forma y completamente vacía. No habrá ser vivo que funcione si no corteja la fotosíntesis. Me pregunto cuál será el destino de los seres vivos hoy o en algún momento si se detiene la fotosíntesis.