¿Alguna vez te has preguntado por qué las plantas son de color verde? ¿Qué función cumple la luz del sol en este proceso? Un equipo de científicos de la Universidad de California, Riverside, dirigido por el físico Nathaniel M. Gabor, ha descubierto la posible razón de este hecho que se debe al modo en que transforman la energía de la luz en energía química.
El estudio, que ha sido publicado en la revista Science, se ha basado en la construcción de un modelo que reproduce una característica general de la recolección de luz fotosintética observada en muchos organismos fotosintéticos.
"Cuando la luz del sol que brilla sobre una hoja cambia rápidamente, las plantas deben protegerse de las repentinas oleadas de energía solar. Para hacer frente a estos cambios, los organismos fotosintéticos, desde las plantas hasta las bacterias, han desarrollado numerosas tácticas. Sin embargo, los científicos no han podido identificar el principio de diseño subyacente", explican en un comunicado en la web de la Universidad de California, Riverside.
Tácticas para evitar los daños de la exposición a la luz solar
Las plantas recogen la energía solar por moléculas de clorofila unidas a proteínas. Durante el proceso de fotosíntesis, esta recolección de energía comienza con la absorción de la luz solar. "Nuestro modelo muestra que al absorber solo colores de luz muy específicos, los organismos fotosintéticos pueden protegerse automáticamente contra cambios repentinos - o 'ruido' - en la energía solar, lo que resulta en una conversión de energía notablemente eficiente", destaca Nathaniel Gabor, profesor asociado de física en la Universidad de California, Riverside, y autor del estudio.
De esta manera, añade, "las plantas verdes aparecen verdes y las bacterias púrpuras aparecen púrpuras porque solo las regiones específicas del espectro del que absorben son adecuadas para la protección contra la energía solar que cambia rápidamente".
Las plantas y otros organismos fotosintéticos poseen tácticas para evitar los daños ocasionados por la sobreexposición a la luz solar, desde mecanismos moleculares de liberación de energía, hasta el movimiento físico de una hoja de la planta, tal y como explica el autor del estudio. Incluso han sido capaces de desarrollar técnicas contra la luz ultravioleta. Así, reflejan el color verde como táctica eficiente para evitar efectos perjudiciales de la luz solar.
"En el complejo proceso de la fotosíntesis, está claro que proteger al organismo de la sobreexposición es el factor que impulsa la producción exitosa de energía, y esta es la inspiración que usamos para desarrollar nuestro modelo", subraya el profesor Gabor.
Para la construcción de este modelo, el equipo de científicos aplicó la física directa de las redes a los detalles complejos de la biología. "Nuestro modelo es la primera explicación impulsada por la hipótesis de por qué las plantas son verdes, y damos una hoja de ruta para probar el modelo a través de experimentos más detallados".
Por su parte, el coautor de la investigación y botánico de la Universidad de Glasgow (Reino Unido), Richard Cogdell, ha destacado que han podido demostrar "que el modelo funcionaba en otros organismos fotosintéticos, además de las plantas verdes" e identificaba "una propiedad general y fundamental de la cosecha de luz fotosintética".
En este sentido, el estudio revela cómo, "al elegir dónde absorbe la energía solar en relación con el espectro solar incidente, puede minimizar el ruido en la salida, información que puede utilizarse para mejorar el rendimiento de las células solares", concluye.
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