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La sombra, la luz y la función de la planta

La fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas convierten la energía de la luz solar en energía química en forma de azúcares. Estas azúcares son utilizadas por las plantas para crecer y funcionar, así como como alimento para animales y humanos que las comen.

Las plantas crecen en entornos donde la disponibilidad de luz fluctúa de forma rápida y drástica, por ejemplo, a partir de la sombra de las nubes que pasan por encima o de las hojas de los árboles que soplan en el viento. 

Por lo tanto, las plantas tienen que ajustar rápidamente la fotosíntesis para maximizar la captura de energía mientras se evita que el exceso de energía cause daños. Entonces, ¿cómo evitan las plantas que estos cambios en la intensidad de la luz afecten su capacidad de cosechar la energía que necesitan para sobrevivir? La respuesta tiene que ser extremadamente rápida. Un equipo de investigadores dirigido por Ute Armbruster de Carnegie y Martin Jonikas reveló un mecanismo por el cual las plantas mantienen una alta eficiencia fotosintética en la luz fluctuante. Su trabajo se publica en Nature Communications.

La cuestión de cómo se mantiene la eficiencia fotosintética afecta a las plantas de las que dependen los humanos, incluidos los cultivos e incluso los bosques, por lo que responder a esta pregunta tiene implicaciones prácticas para mejorar la productividad agrícola.

El equipo, que también incluye a Ari Kornfeld y Joseph Berry de Carnegie, descubrió que una proteína, llamada KEA3, es crucial para el ajuste inmediato de la eficiencia fotosintética en condiciones de luz fluctuante.

La fotosíntesis tiene lugar en etapas. La primera etapa absorbe la luz en forma de fotones y la usa para producir moléculas de almacenamiento de energía, que luego se utilizan para alimentar la segunda etapa, que fija el carbono del aire en azúcares a base de carbono, como la sacarosa y el almidón.

KEA3 se preocupa por la primera etapa.

Bajo la luz solar total, la energía del exceso de fotones absorbidos es disipada intencionalmente por la planta en forma de calor. Pero si la nube bloquea la luz incidente, la planta debe pasar de disipar el exceso de fotones en calor a recolectar la mayor cantidad posible de fotones. Las técnicas analíticas avanzadas demostraron que KEA3 actúa para acelerar el cambio del modo adaptado a plena luz solar al modo adaptado a la sombra. Esta respuesta rápida a la intensidad de la luz hace que la primera etapa de la fotosíntesis sea más eficiente.

Las plantas mutantes sin transportadores KEA3 en funcionamiento perdieron una gran cantidad de energía luminosa cosechada como calor durante una transición a poca luz, lo que respalda aún más su hallazgo.

«Nuestro descubrimiento de esta maquinaria incorporada para responder a las condiciones de luz hace que KEA3 sea un nuevo objetivo para aquellos interesados ​​en mejorar la productividad de los cultivos, así como para avanzar en el conocimiento básico de la bioquímica fotosintética», dijo Jonikas.

Vía: Mundoagropecuario

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