Nueva tecnica laser permite estudiar los mecanismos de la fotosintesis

El aire que respiramos, lo que comemos o la gasolina que quemamos para viajar o calentarnos. Le debemos todo a las plantas y al resto de organismos fotosinteticos, pero si algo caracteriza a los humanos es el inconformismo. Desde hace tiempo, hay equipos de cientificos que tratan de entender la capacidad de los vegetales para transformar la luz del sol en energia quimica. El objetivo es trucar el proceso responsable de esa proeza para lograr mejorar su eficiencia y poder emplearlo como una nueva fuente de energia.

Los arboles aprovechan algo mas del 2% de la luz solar que reciben / ANDREW E. LARSEN

La fotosintesis se produce en las membranas de las celulas de las plantas. Alli, los fotones, las particulas que componen la luz del sol, rompen las moleculas de agua adquirida por las plantas liberando electrones y protones, otras particulas que a su vez provocan reacciones que producen ATP y NADPH2, dos moleculas que sirven para almacenar energia. Despues, con el dioxido de carbono que las plantas absorben de la atmosfera, forman hidratos de carbono en los que queda almacenada la energia.

Para comprender a fondo el mecanismo de la fotosintesis, que tambien desarrollan algas o bacterias, y poder manipularlo, se ha tratado de conocer la estructura de los complejos de proteinas que la llevan a cabo. Sin embargo, diferentes estudios con diferentes tecnicas han tenido como resultado distintas estructuras. Las discrepancias se deben a que las tecnicas de imagen por rayos X empleadas para indagar en estos complejos los estarian dañando. La semana pasada, tal y como explicaron en la revista Nature, investigadores de la Universidad de Okayama, en Japon, emplearon un laser de electrones libres que les permitio recoger la informacion sobre las estructuras de los complejos antes de destruirlos.

Estos datos ayudaran a los investigadores que trabajan para aprovechar la capacidad de las plantas para acumular la energia del sol. Hasta ahora, con una tecnologia como la fotovoltaica se logra transformar alrededor de un 10% de la energia que perciben del sol. Las plantas o algunas algas pueden acumular en forma de carbohidratos hasta un 4% de la energia solar. Pese a su ineficiencia, cuentan tambien con algunas ventajas sobre los paneles solares, como la capacidad para almacenar la energia solar en sus propios tejidos, un sistema mas barato que las baterias.

Algunas de las desventajas de las plantas frente a los paneles solares para aprovechar la energia proviene de que los primeros pueden asimilar radiacion de un espectro mas amplio y a las segundas solo les sirve la luz visible. Para mejorar esta capacidad de las plantas, los cientificos se plantean sustituir uno de sus dos sistemas responsables de la fotosintesis, que compiten por la misma parte del espectro de los rayos solares, por el sistema de bacterias fotosinteticas capaces de absorber una parte distinta del espectro solar.

Con mejoras como esta y la creacion de cultivos especificos para la produccion de energia, se aprovecharian ademas capacidades de las plantas que no poseen las celulas fotovoltaicas. Una de ellas es la posibilidad de absorber CO2 y convertirlo en combustible liberando en el camino oxigeno a la atmosfera.

En el camino para tratar de crear biocombustibles mejorados, tambien se podrian mejorar los cultivos empleados para la alimentacion. En septiembre de este mismo año, un equipo de la Universidad Cornell publico en Nature sus trabajos para incrementar la cantidad de alimento producido por las plantas. Su enfoque se centraba en la rubisco, la encima responsable de transformar el CO2 en azucares. Para mejorar la baja eficiencia de esas proteinas en su trabajo, probaron a introducir una version bacteriana en plantas de tabaco, que fueron capaces de producir azucares mas rapido.