martes, 26 de febrero de 2013
La era de las consecuencias.
Queridos lectores,
En la conferencia/debate del pasado viernes, en la que tuve el honor de compartir estrado con Ferran Puig (autor del extraordinario blog sobre cambio climático "Usted no se lo cree") éste citó la frase de Winston Churchill que encabeza hoy el post. Churchill pensaba, por supuesto, en las consecuencias que traería no haber sabido o querido contener las veleidades expansionistas de la Alemania nazi, y Ferran la traía a colación de las consecuencias que traerá para la Humanidad entera no haber sabido o querido hacer frente al problema del Cambio Climático - y es curioso ver como el aforismo se adapta tan bien a esta situación. En realidad, la frase de Churchill refleja un aspecto reaccionario profundo de la psique colectiva humana cuando tiene que hacer frente a retos comunes que implican ciertas renuncias, cierta incapacidad de volver al estado precedente, cierta necesidad de reaccionar y esforzarse. Y, como vemos, tal resorte psicológico es bastante atemporal.
Ferran consiguió también con gran tino sintetizar sus preocupaciones y las mías, con un diagrama sobre el funcionamiento de la economía. En el esquema clásico, la pieza central, el mercado, es la única relevante. En un esquema más realista e integrador, en el lado izquierdo los recursos esenciales para el desarrollo económico (energía y materiales) entran el mercado, mientras que en el lado derecho se tiene en cuenta los subproductos del mismo, en forma de contaminación. Y así, mi preocupación son las entradas en el sistema, mientras que las de Ferran son las salidas. Cualquiera de las dos implican la imposibilidad de mantener un sistema que básicamente se basa en que las entradas podrán aumentarse indefinidamente si así se requiere, mientras que las salidas no generan ningún efecto nocivo destacable. El triunfo de esa visión, en la que el mercado ocupa todo el modelo económico e incluso lo trasciende, considerándose de aplicación incluso en las relaciones humanas, es lo que dio en llamarse neoliberalismo, neo-conservadurismo (neo-con) y últimamente (ya que los términos están muy gastados) anarco-capitalismo o teoría austríaca. Tal visión es, por supuesto, completamente ideológica: parte de una visión del mundo que poco o nada se compadece de la realidad, y cuando se le presentan elementos que refutan sus postulados se buscan alambicadas explicaciones (desde qué tipo de modelo lógico-deductivo emplean, más allá del método científico al cual pretenden superar, hasta argumentos construidos ad-hoc para no aceptar y evadirse de la realidad). Y, sin embargo, la evidencia que nos rodea es tan clamorosa que resulta increíble que aún se niegue.
Una de esas evidencias de las que es difícil de escapar es la del cambio climático. El tema se ha tratado varias veces por encima en este blog, y su mera evocación suele provocar la sulfuración y reacción inmediata de algunos adalides del libre mercado que hacen aquí su imaginaria. Como además yo no soy un experto en el tema, no me voy a extender sobre él. Simplemente dejo aquí una gráfica que Ferran colgó en Facebook el otro día, para su reflexión: es la evolución del volumen de hielo mínimo de cada año en el Ártico.
Fíjense que digo volumen, y no superficie: la superficie disminuye progresivamente, pero el volumen lo está haciendo más rápido porque el hielo es cada vez más delgado y más joven. No había muchas estimaciones hasta hace poco; la gráfica ha sido elaborada por Andy Lee Robison a partir de los datos de un artículo de próxima aparición en la prestigiosa revista Geophysical Research Letters, usando entre otras fuentes datos del satélite Cryosat. La reducción es de un 80% desde 1979. Ahora intenten Vds. estimar cuándo ese volumen llegará a cero...
El cambio climático es el efecto de una externalidad no computada y no provisionada, en este caso la emisión de dióxido de carbono. Pero el dióxido de carbono es invisible, inodoro y por lo demás químicamente bastante inerte (salvo cuando se combina con agua, a la cual acidifica), y en particular no es tóxico, con lo que es difícil asociar causa y efecto. En otros casos la externalidad residual es bien visible y tangible, pero aún así se hace a escala masiva en un agujero donde nadie mire a dónde llevan nuestra basura tóxica y qué pueblos sufren sus consecuencias. Es el caso por ejemplo (y hay unos cuantos más) de Somalia. En las costas de Somalia la mafia italiana está virtiendo toneladas de residuos tóxicos y radioactivos que vienen de todas partes del mundo, sin control y sin conciencia, causando graves problemas ambientales, acabando con la pesca local e intoxicando a la población. Si tienen suficiente humor les recomiendo el siguiente documental: Toxic Somalia.
Los problemas ambientales son graves no sólo en naciones del Tercer Mundo que el mundo industrializado usa desconsideradamente como basurero de sus subproductos, aprovechando la laxitud o inexistencia de una regulación que haría imposible tales cosas en nuestros lares. Incluso son muy graves en otras naciones, y en particular en una que ahora todo el mundo admira como ejemplo de prosperidad y buen hacer: China. Hace poco sabíamos de los pueblos del cáncer en China, problema que está llegando ya a tal magnitud que los poderes políticos tendrán que tomar medidas, incluso en un país tan cerrado y controlado como es aquél. China ha basado su bonanza económica en un modelo de desarrollo industrial acelerado que da servicio a todo el mundo a un coste más barato, pero eso siempre comporta consecuencias (como se las trajo a la India en los años 70 y 80 del siglo pasado: recuerden la catástofe de Bhopal). Y uno de los mayores dramas para China viene de la explotación de las llamadas tierras raras: metales básicos para las nuevas y avanzadas tecnologías, que a pesar de su nombre son relativamente frecuentes en la corteza terrestre pero aparecen siempre en concentraciones muy bajas y sólo pueden ser explotados económicamente si aparecen asociados a otros metales más comunes en concentraciones de interés económico y además si se usan técnicas de procesamiento poco respetuosas con el medio ambiente, técnicas por supuesto prohibidas en Occidente. Eso hace que a pesar de haber pasado casi tres años desde que escribí "La guerra de las tierras raras" China sigue hoy, como entonces, controlando el 97% de la producción de tierras raras del mundo (las peculiaridades de la economía de las tierras raras es algo que escapa al radar de los adalides del libre mercado y estoy convencido de que alguno hará un comentario sobre el particular, a pesar de la clamorosa evidencia -tres años después- de que no son explotables en Occidente; al lector interesado le remito a las explicaciones del post de hace tres años). Es también curioso comprobar cómo, a pesar de los repetidos anuncios de que la producción de neodimio fuera de China aumentaría sustantivamente - y mira que lo discutimos en la sección de comentarios del post "El papel del neodimio en la generación eólica"- , el caso es que China sigue siendo el principal suministrador mundial. Pero tal cosa no se consigue de balde: la contaminación en el interior de China es monstruosa. No sólo eso: nuestro modelo de despliegue renovable se basa en parte en esa grandísima contaminación, como denuncia - quizá de manera interesada - The Daily Mail. Un simple vistazo a la zona al norte de Baoutou con Google maps nos muestra signos visibles desde el espacio de la devastación: la mina de hierro, las balsas de lixiviados para recuperar las tierras raras... Resulta chocante que entonces se hablara de un sobreproteccionismo chino al limitar las exportaciones de tierras raras refinadas, teniendo en cuenta el enorme coste ambiental que están pagando y que posiblemente no podrán seguir asumiendo eternamente. Y si al final no se produce un conflicto generalizado por las tierras raras es porque un Occidente renqueante tiene menor apetito por estos materiales, ya que le falta lo que realmente necesita, que es el petróleo barato. Lo que resulta curioso es que algunos pierdan el tiempo en sesudas reflexiones sobre los modelos de integración de un tipo de energía generada (electricidad) que no es el que podemos asimilar fácilmente en nuestra sociedad, sin entender que lo que el papel soporta a la realidad no siempre se transporta, y que intentar simplemente poner parches a lo que hay es en realidad intentar alargar la agonía del BAU inútilmente.
Como ven, pues, las consecuencias vienen no sólo de intentar mantener un sistema insostenible basado en un gran consumo de combustibles fósiles y otros materiales por otro sistema basado en energías renovables pero que usa sistemas de captación concebidos en la grandiosidad industrial actual y que por tanto también consumen gran cantidad de combustibles fósiles y otros materiales (hasta el punto de que se plantea la cuestión de si son en realidad meras extensiones de los combustibles fósiles). Pero aún ahora, nuestros gestores y planificadores parecen ignorar el principio de Merton de las consecuencias inesperadas, y no tiene presentes - a veces, ni siquiera conocen - las externalidades de nuestro sistema productivo actual ni tampoco las de los sistemas que proponemos como alternativa.
La cuestión de las externalidades, de las consecuencias de un modelo de desarrollo que no tiene en cuenta los residuos que deja detrás, es bastante poco apreciada por la teoría económica hoy en día dominante. Peor aún, la actitud generalizada hacia estas cuestiones generalmente es de desprecio, como si quienes traen a colación que no se podrá huir eternamente de las consecuencias fueran idealistas infantiles o algo peor: conspiradores contra el bienestar común o contra el capital. Así pues, se ha hecho moneda común en ciertos economistas de mediático prestigio el atacar la ciencia del cambio climático, a pesar de su ignorancia de la misma; en una vuelta de tuerca más, algunos usan epítetos descalificativos para los científicos y grupos de concienciación que trabajan sobre el tema, como alarmistas o calentólogos y demás calificativos. Esta estrategia de poner etiquetas fáciles sirve para el fin de desprestigiar sin necesidad de discutir; es la vieja falacia de apelación al ridículo. Otra estrategia de ridiculación mediática del problema consisten en tomar el todo por la parte (los problemas de una persona concreta se hacen extensivos a toda una comunidad, incluso aunque no pertenezca a ella). También, a veces se exagera la importancia de los errores (como el de la transcripción en un informe del IPCC de la fecha estimada del deshielo de los glaciares en el Himalaya - se puso 2050 en vez de 2500, y a partir de este pequeño error literal se pretendió ridiculizar las miles de páginas del informe). Como no todo puede ser simplemente atacar, los grupos negacionistas del cambio climático tienen que hacer sus propias previsiones y así repiten ciertas falacias que en seguida abandonan cuando se hace evidente que no son ciertas, siempre mudando el contenido pero nunca la actitud. Por ejemplo, recuerdo que hace cinco años decían que el mundo se había enfriado durante la última década, sin tener en cuenta que fenómenos cíclicos como El Niño y La Niña modulan la señal climática y que la temperatura no sube a un ritmo constante sino con una forma complicada, escalonada, y que para ver tendencias se tienen que mirar períodos largos. De hecho en los cinco años siguientes la temperatura aumentó aceleradamente, y ahora lo que dicen es que no ha habido calentamiento en los últimos 16 años... Recuerdo que hace unos años, por las mismas fluctuaciones, se insistía mucho en que la mayoría de los glaciares del mundo avanzaban en vez de retroceder; ahora, perdida esa batalla y con el hielo ártico en franco y alarmante retroceso, el foco se centra en repetir que crece el hielo marino en la Antártida sin tener en cuenta recientes estudios que muestran que el volumen de hielo antártico también está disminuyendo - y posiblemente cayendo al mar en parte. En última instancia, esas discusiones - que seguramente volverán a surgir en el contexto de este post- no tratan de convencer, sino de sembrar la duda en la opinión pública de modo que se paralice cualquier acción eficaz para frenar la emisión de gases de efecto invernadero. De hecho, repetidamente se intenta plantear el debate en términos de acusación-defensa y no según el principio de precaución. De ese modo, se consigue que la opinión pública interiorice que se tiene que demostrar la culpabilidad de la industria contaminante más allá de toda duda razonable, sin entender que en realidad todos somos esa industria contaminante y que no se trata de juzgar, sino de evitar un mal mayor. ¿Cómo hemos llegado aquí? ¿Por qué esta perseverancia en mantener un curso claramente dañino para nuestra especie y nuestra continuidad en el planeta? ¿Qué es lo que está en juego?
Seamos francos. La verdad es que intentar ajustar el mercado a los límites reales del mundo implica disminuir la riqueza. No hay bala de plata, sólo disminución de la riqueza. Las energías renovables, que los más entusiastas plantean como alternativa, no tienen la capacidad económica de los combustibles fósiles y posiblemente sin ellos no son rentables; después de tantas décadas de probar esas tecnologías los inversores ya saben qué dan de sí y por ello no apuestan por ellas, incluso se rebelan contra quien las quiere imponer argumentando sus posibles beneficios económicos. Tenemos que ser sinceros con nosotros mismos: no los hay. No es en los términos clásicos, en la óptica del beneficio económico, que tenemos que hacer los cambios. Los tenemos que hacer porque la vida en este planeta no será posible si no tenemos en cuenta esas externalidades. Y sobrevendrán, hagamos lo que hagamos, queramos o no, porque los combustibles fósiles ya no pueden seguir nuestro ritmo, porque esta crisis no acabará nunca.
Leí una vez (aunque no soy capaz de recuperar la fuente) que hace unos años, quizá unos cinco, hubo una reunión de expertos en el Reino Unido para hablar de las necesarias medidas de mitigación y adaptación al cambio climático. Había un debate enconado entre los científicos y activistas, que decían que el Reino Unido debería reducir sus emisiones de CO2 en un 80% antes de 2050, y los representantes de la industria, que decían que tal cosa supondría una pérdida de competitividad para el Reino Unido tan grande que destruiría su industria. Y toda la discusión se centraba en qué modelo económico tendría que ponerse en marcha para garantizar el pleno empleo y la competitividad, con una adecuada fracción renovable en el mix, combinada con ahorro y eficiencia. En un momento dado, le preguntaron a un reputado ambientólogo, un hombre ya mayor pero de espíritu fuerte, un hombre que se mantenía joven yendo por todas partes en bicicleta, y que hasta entonces se había mantenido al margen de la discusión: "¿A qué se parecería, en tu opinión, un Reino Unido que hubiera disminuido sus emisiones en un 80%?". Y para sorpresa de muchos, el reputado ambientólogo dijo, sin inmutarse: "El Reino Unido se parecería a un país pobre del Tercer Mundo". Y es que ésa es, por desgracia, la realidad. Si no cambiamos el modelo económico, si no replanteamos las relaciones productivas y de consumo, nuestro inevitable descenso energético nos abocará a una pobreza extrema y al crecimiento de bolsas enormes de exclusión social.
He ahí la verdadera razón de esa porfía contra la ciencia del cambio climático y el desprecio hacia las externalidades en general, más allá de la evidencia científica. Los más convencidos del libre mercado se rebelan, incluso de buena fe, contra algo que les parece una insensatez. Y lo es en realidad, desde la perspectiva cortoplacista del paradigma económico actual. Es por eso que no se convencerá jamás a los economistas con tales argumentos. Ellos fueron educados para una economía sin limitaciones en los recursos y sin consecuencias en lo ambiental, y tal educación ya no sirve en esta nueva era, la era de los límites, la era de las consecuencias.
Salu2,
AMT
viernes, 22 de febrero de 2013
La energía de los seres vivos
Queridos lectores,
El siempre eficaz Luis Cosín nos agasaja en esta ocasión con un ensayo sobre la energía consumida por los seres vivos y sus estrategias con respecto a su gestión. Realmente interesante.
Salu2,
AMT
El siempre eficaz Luis Cosín nos agasaja en esta ocasión con un ensayo sobre la energía consumida por los seres vivos y sus estrategias con respecto a su gestión. Realmente interesante.
Salu2,
AMT
1. Algunas claves del éxito
adaptativo de los seres vivos
Los
seres vivos han conseguido adaptarse a gran cantidad de entornos
diversos gracias a una “tecnología” que ha evolucionado durante
miles de millones de años.
De modo
telegráfico, las principales claves del éxito de los seres vivos
son tres:
- Utilización de componentes fáciles de encontrar en el entorno.
- Reutilización de materiales mediante pequeñas mejoras, innovaciones y nuevos usos.
- Eficiencia energética.
Pasamos
a desarrollar cada una de las tres.
2.
Utilización de componentes fáciles de encontrar en el entorno
Alrededor
del 99% de la masa de un mamífero se encuentra compuesta por los
elementos carbono, nitrógeno, calcio, sodio, cloro, potasio,
hidrógeno, oxígeno y azufre, que son abundantes en la corteza
terrestre.
Los
compuestos orgánicos (proteínas, lípidos y carbohidratos)
contienen, en su mayoría, carbono y nitrógeno, mientras que la
mayoría del oxígeno y del hidrógeno están presentes en el agua.
En
ocasiones, las enzimas cuentan en su composición con elementos
químicos poco frecuentes, como los metales de transición
(principalmente zinc y hierro). Estos metales son usados en algunas
proteínas como cofactores
y son esenciales para la actividad de dichas enzimas (por ejemplo, la
catalasa o la hemoglobina).
3.
Reutilización de materiales
Una de
las características de los procesos biológicos es la reutilización
de materiales, que sirven para múltiples propósitos.
Por
ejemplo, la glucosa, que en principio actúa como un almacén
de energía, puede
polimerizarse para convertirse en almidón o celulosa y desempeñar
así una función estructural.
Los
lípidos (más concretamente, los triglicéridos) son, al mismo
tiempo, reserva energética y
componentes mayoritarios de las membranas celulares,
por la particularidad de presentar una estructura polar, con una
parte hidrófila y otra hidrófoba.
La
evolución parece ser, por tanto, un proceso gradual, con pequeñas
innovaciones consistentes en nuevos usos o variaciones de “cosas”
ya existentes.
3. Eficiencia
energética en los seres vivos: Rutas metabólicas
El
metabolismo (conjunto de reacciones químicas necesarias para la
vida) de los seres vivos es de una gran complejidad. Para simplificar
la comprensión, normalmente se distinguen tres
grandes tipos de rutas metabólicas:
- Rutas catabólicas, que son procesos oxidativos en los que se libera energía y poder reductor. Por ejemplo, la glucólisis y la beta-oxidación. En conjunto forman el catabolismo. Dentro del catabolismo se incluyen también las reacciones que retienen la energía del Sol.
- Rutas anabólicas, que son procesos reductores, en los que se consume energía y poder reductor. Por ejemplo, gluconeogénesis (producción de glucosa a partir de CO2 y agua), la producción de lípidos y proteínas y el ciclo de Calvin. En conjunto forman el anabolismo.
- Rutas anfibólicas, que pueden ser tanto anabólicas como catabólicas. Por ejemplo, el ciclo de Krebs.
Vamos a
introducir dos conceptos relacionados con la espontaneidad de una
reacción química:
- Se denomina “endergónica” a una reacción química desfavorable o no espontánea, en donde el incremento de energía libre de Gibbs es positivo bajo condiciones de temperatura y presión constantes. La mayor parte de las reacciones anabólicas son endergónicas.
- Se denomina “exergónica” a una reacción química favorable o espontánea, donde el incremento de energía libre de Gibbs es negativo bajo condiciones de temperatura y presión constantes. La mayor parte de las reacciones catabólicas son exergónicas.
Para una
discusión breve sobre la energía de Gibbs puede consultarse este
post anterior:
Por lo
general, reacciones endergónicas
requieren alcanzar una temperatura suficientemente elevada
como para que los reactivos se activen y la reacción se dé de forma
espontánea.
Esa
energía de activación no se usa para crear enlaces, es
liberada de nuevo al medio tras la reacción
y se pierde, normalmente en forma de calor (segundo principio de la
termodinámica).
Sin
embargo, los seres vivos consiguen
realizar su metabolismo a temperaturas muy inferiores a las
teóricamente necesarias para activar los reactivos
(en un rango aproximado entre 15ºC y 40ºC), evitando así en parte
el coste energético de la activación.
Esto se
consigue gracias al uso
intensivo de catalizadores,
que son sustancias que no
alteran el balance energético, sino que interactúan con los
reactivos y reducen la energía de activación,
y por tanto, la temperatura necesaria para que la reacción química
se produzca.
En el
caso de los procesos biológicos, los
catalizadores son enzimas, es
decir, proteínas con una alta
complejidad como la que
muestra, por ejemplo, la anhidrasa
carbónica (la pequeña esfera
gris en el centro es un átomo de Zinc):
Para
entender el funcionamiento de una enzima, suele usarse el modelo
“de la llave y la cerradura”.
Una enzima es una proteína que se pliega y adopta una forma espacial
específica que resulta adecuada para unirse a un sustrato
determinado y modificarlo.
Normalmente,
la acción de una enzima consiste en redistribuir
la nube de electrones alrededor de los átomos del sustrato,
reforzando unos enlaces y debilitando otros. De este modo, facilita
que las reacciones químicas necesarias para la vida se lleven a cabo
con una menor energía de activación.
Casi
todas las reacciones utilizan como “moneda de cambio” energético
una molécula muy especial, denominada ATP
(adenosín trifosfato o trifosfato de adenosina),
consistente en una molécula de adenina (un nucleótido del ADN) al
que se añaden tres moléculas de fosfato:
El ATP
se produce a partir de ADP (adenosín difosfato) adicionando una
molécula de ácido fosfórico, en un proceso llamado
“fosforilación”,
y se consume (mediante la reacción inversa de “hidrólisis”)
de forma continua en el interior de las células.
Al
producirlo, absorbe energía, y al descomponerse, la libera:
ATP <->
ADP + P ->
En la
hidrólisis del ATP se rompe uno de los enlaces fosfato, y se liberan
7,7 kcal/mol, es decir, la variación de energía de Gibbs es ΔG =
-7,7 kcal/mol (- 31 KJ/mol).
“Los procesos catabólicos
generan ATP y los anabólicos, lo consumen”
Esta
energía de hidrólisis del ATP normalmente es recogida
por una enzima que pasa a un
estado “activado”, lista para procesar una molécula de sustrato.
Algunos
procesos son a la vez anabólicos
y catabólicos (es decir,
consumen y producen ATP) y se les denomina “anfibólicos”.
Es el caso del ciclo de Krebs, que genera energía y poder reductor,
y al mismo tiempo precursores para la biosíntesis
A
efectos energéticos, vamos a considerar las dos principales rutas
catabólicas de fosforilación, es decir, generadoras de ATP:
- Fosforilación oxidativa (o respiración celular), que consume moléculas complejas como azúcares y proteínas para obtener energía de ellas.
- Fosforilación fotosintética (o fotosíntesis), que aprovecha la luz solar para obtener energía.
4. Fosforilación
oxidativa
La
fosforilación oxidativa
es un proceso metabólico que utiliza energía
liberada por la oxidación de nutrientes para producir adenosín
trifosfato (ATP).
Se le
llama así para distinguirla de otras rutas que producen ATP (rutas
de fosforilación) con menor rendimiento (por ejemplo, la
fermentación), llamadas genéricamente "fosforilación a nivel
de sustrato".
“Se
calcula que hasta el 90% de la energía celular en forma de ATP es
producida mediante fosforilación oxidativa”
Consta
de dos fases:
- Lisis (rotura) de las moléculas más complejas (polisacáridos, proteínas…etc.), en procesos como la digestión en el intestino, la glucólisis del hígado o la proteólisis, para producir ácido pirúvico y, posteriormente, el complejo Acetil-Coenzima A.
- Ciclo de Krebs, mediante el cual se van extrayendo en pasos sucesivos la energía y el poder reductor del sustrato.
En las
células procariotas, la respiración se realiza en el citoplasma,
específicamente en el citosol (espacio comprendido entre la membrana
externa y la interna).
En las
células eucariotas, se realiza en la mitocondria (que no deja de ser
una célula procariota “primitiva” que fue “absorbida” en el
citoplasma de su huésped eucariota).
5. Fosforilación
fotosintética (fotosíntesis)
La
fotosíntesis es la capacidad que tienen algunos seres vivos para
captar la energía de la luz
solar y utilizarla en sus procesos metabólicos.
Los
primeros seres vivos capaces de hacerlo fueron las cianobacterias.
Actualmente, gran número de
seres vivos son capaces de realizar la fotosíntesis:
células eucariotas que poseen cloroplastos
(plantas y algas) y algunos procariotas: bacterias (cianobacterias,
bacterias verdes y púrpuras).
En todos
los casos, la molécula
encargada de captar la luz solar es un pigmento tipo clorofila.
Las clorofilas son un conjunto de pigmentos de la familia de las
porfirinas (moléculas orgánicas planas, en forma de anillo, y
capaces de retener en su centro un catión metálico).
En el
caso de las clorofilas, la asociación
es con un catión de magnesio
Mg+2.
Existen otros ejemplos, como la hemoglobina de la sangre, que es una
porfirina que se asocia a un catión de hierro Fe+2.
La forma
plana de la molécula se asemeja bastante a una “antena” o
“receptor” y, en cierto modo, se comporta así.
Las
moléculas de clorofila disponen de una
“cola” que varía en longitud y composición
y que es responsable de la longitud
de onda a la que absorben luz
(a mayor longitud de la cola, mayor longitud de onda, es decir, más
absorben la luz roja).
Este
“reloj fotónico” ha ido ajustándose a la distribución de la
luz solar a medida que ésta ha ido cambiado (el Sol no emitía en
las mismas frecuencias hace miles de millones de años). Según la
composición de la “cola”, las clorofilas se dividen en 4 grupos:
- La clorofila A, que absorbe en el verde-azul (por tanto, es de color amarillo-rojizo) y se encuentra en todos los casos, vinculada al centro activo de los fotosistemas (grandes moléculas presentes en los cloroplastos), que absorben la luz durante la fotosíntesis. Difiere de la clorofila b en que el radical de la posición 3 del grupo tetrapirrólico es -CH3 (metilo) en lugar de -CHO (grupo funcional de los aldehídos).
- La clorofila B, que absorbe en el rojo y se encuentra en los plastos de las algas verdes y de sus descendientes las plantas terrestres. Esos plastos, y los organismos que los portan, son de color verde (que es el resultado de eliminar el rojo de la luz blanca) y probablemente en su origen fueron bacterias sencillas, al igual que las mitocondrias.
- Las clorofilas C1 y C2 son características de un extenso y diverso clado de protistas que coincide más o menos con el superfilo Chromista y que incluye grupos tan importantes como las algas pardas, las diatomeas o los haptófitos (es un pigmento rojo-marrón).
- La clorofila D sólo se ha conocido en un alga roja y una cianobacteria (Acaryochloris marina), que parece especialmente apta para explotar luz roja cuando crece bajo ciertas ascidias. La luz azul y verde penetra mejor en el agua que la roja, y esta clorofila permite aprovecharla.
Nota:
Aunque algunas clorofilas son rojas y marrones, el color rojo de
algunas plantas se debe en
parte a la presencia de antocianina,
que es un protector solar
contra la radiación ultravioleta.
Si estas plantas son expuestas a la radiación solar fuerte, toman un
color rojo vivo, pero al reducirse la exposición, recuperan el color
verde de la clorofila.
En las
células eucariotas, la fotosíntesis
se lleva a cabo en los plastos
(que, al igual que las mitocondrias, probablemente fueron alguna vez
organismos vivos fotosintéticos independientes):
El
aprovechamiento de la luz absorbida se lleva a cabo dentro de cada
tilacoide, en el “fotosistema”
(que es un conjunto de varias proteínas estructurales de gran
tamaño), donde se produce la hidrólisis (descomposición del agua
en H y O). A continuación, una compleja cascada de reacciones
químicas conduce a la formación de ATP.
El
balance final es el siguiente: por cada molécula de agua (y por cada
cuatro fotones) se forman media molécula de oxígeno, 1,3 moléculas
de ATP, y una NADPH + H+
Nota:
La energía de la fotosíntesis
(que es un proceso catabólico) es utilizada posteriormente en la
“fase oscura” para la síntesis de compuestos de carbono (es
decir, para el anabolismo). Es
en esta fase que se absorbe el CO2
.Esta fase oscura es, en
realidad, un ciclo continuo y fue
descubierta por el bioquímico norteamericano Melvin Calvin (por eso
se denomina Ciclo de Calvin).
Referencias