Como funcionan las plantas bajo la sombra y la luz

La fotosintesis es el proceso mediante el cual las plantas convierten la energia de la luz solar en energia quimica en la forma de azucares. Estos azucares son usados por las plantas para crecer y funcionan de la misma manera como el alimento en los animales y humanos.

Las plantas crecen en ambientes donde la disponibilidad de luz fluctua rapida y drasticamente, por ejemplo, a raiz de la sombra de las nubes que pasan mas arriba o las hojas de los arboles mas altos que se estan moviendo por el viento. Las plantas entonces tienen que ajustar rapidamente la fotosintesis para maximizar la captura de energia a la vez que deben evitar que el exceso de energia provoque daños. Asi que como evitan las plantas que estos cambios en la intensidad luminica afecten su habilidad para recolectar la energia que necesitan para sobrevivir?. La respuesta tiene que ser extremadamente rapida.

Un equipo de investigadores liderados por Ute Armbruster y Martin Jonikas de Carnegie, revelo un mecanismo mediante el cual las plantas mantienen una alta eficiencia fotosintetica ante fluctuaciones de luz. Su trabajo ha sido publicado por Nature Communications.

La pregunta de como es que la eficiencia fotosintetica se mantiene, afecta a las plantas de las cuales depende el ser humano, incluyendo cultivos e incluso bosques, por lo que responder a esta tiene implicancias practicas para mejorar la productividad agricola.

El equipo que tambien incluye a Ari Kornfeld y Joseph Berry de Carnegie, descubrio que una proteina llamada KEA3, es crucial para el ajuste inmediato de la eficiencia fotosintetica en condiciones de fluctuacion luminica.

La fotosintesis toma lugar en etapas. En la primera etapa, la planta absorbe luz en forma de fotones y la usa para producir moleculas de almacenamiento energetico, que luego son usadas para dar energia a la segunda etapa en la cual la planta fija carbono desde el aire formando azucares basados en carbono tales como sucrosa y almidon. La KEA3 esta implicada en la primera etapa.

Bajo plena luz solar, la energia en exceso absorbida desde los fotones es disipada intencionalmente por la planta como calor. Pero si la luz incidente es bloqueada por una nube, la planta debe cambiar su mecanismo de disipar los fotones en exceso como calor a recolectar tantos fotones como le sea posible. Tecnicas analiticas avanzadas demostraron que KEA3 actua como un acelerador del cambio del modo adaptado a luz solar plena, al modo adaptado a la sombra. Esta rapida respuesta a la intensidad de la luz hace que la primera etapa de la fotosintesis sea mas eficiente.

Las plantas mutantes carentes de los transportadores de KEA3, pierden como calor mucha de la energia luminica recolectada durante la transicion hacia baja luz, sustentando aun mas sus hallazgos.

“Nuestro descubrimiento de esta maquinaria interna para responder a las condiciones de luz, hace a KEA3 de un nuevo blanco para aquellos interesados en mejorar la productividad agricola, asi como para avanzar en el conocimiento basico de la bioquimica fotosintetica”, asevero Jonikas.

Referencia:

Ute Armbruster, L. Ruby Carrillo, Kees Venema, Lazar Pavlovic, Elisabeth Schmidtmann, Ari Kornfeld, Peter Jahns, Joseph A. Berry, David M. Kramer, Martin C. Jonikas. Ion antiport accelerates photosynthetic acclimation in fluctuating light environments. Nature Communications, 2014; 5439 DOI: 10.1038/ncomms6439

Material traducido por Agriculturers.com

FUENTE: sciencedaily.com

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