¿Qué es la fotosíntesis? Explicación fácil, fórmula y por qué es vital

La fotosíntesis es el proceso con el que las plantas, las algas y algunas bacterias usan la energía de la luz solar para convertir dióxido de carbono y agua en azúcar, su alimento. Como resultado, liberan oxígeno al aire. Dicho de forma sencilla: es la manera en que los seres vivos que no comen fabrican su propia comida con luz.

Aunque se estudia en el colegio como un tema más de biología, de ella depende casi toda la vida del planeta. Sin fotosíntesis no habría cultivos, ni pasto para el ganado, ni peces en el mar, y la atmósfera no tendría el oxígeno que hoy respiramos.

La fórmula de la fotosíntesis, paso a paso

La ecuación que aparece en los libros de texto resume el proceso así: 6 CO₂ + 6 H₂O + luz → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂. Leída en palabras, significa que seis moléculas de dióxido de carbono y seis de agua, con ayuda de la energía de la luz, se transforman en una molécula de glucosa (un azúcar) y seis moléculas de oxígeno.

Cada ingrediente llega por un camino distinto. El dióxido de carbono entra desde el aire por unos poros diminutos de las hojas llamados estomas. El agua la absorben las raíces y sube por el tallo. La luz llega del Sol. La glucosa que se forma sirve a la planta como combustible y como material para construir hojas, tallos, frutos y semillas.

Un dato que sorprende a muchos estudiantes: el oxígeno que sueltan las plantas no viene del dióxido de carbono, sino del agua. Durante el proceso, las moléculas de agua se rompen y el oxígeno que sobra sale al aire.

Dentro de la hoja: clorofila, fase luminosa y fase oscura

La fotosíntesis ocurre dentro de unas estructuras de las células vegetales llamadas cloroplastos. Allí se encuentra la clorofila, un pigmento que funciona como una antena para atrapar la luz. Según National Geographic Education, la clorofila absorbe sobre todo la luz azul y la roja, y refleja la verde. Por eso vemos verdes las hojas: ese es justamente el color que la planta no aprovecha y devuelve a nuestros ojos.

Las hojas también tienen otros pigmentos, como los carotenoides, de tonos amarillos y anaranjados. En los países con estaciones, cuando llega el otoño y las hojas dejan de producir clorofila, esos colores quedan a la vista y los árboles se vuelven amarillos o rojizos.

El proceso tiene dos etapas. La primera es la fase luminosa, o dependiente de la luz, y ocurre en unas membranas del cloroplasto llamadas tilacoides. Ahí la clorofila captura la energía solar, el agua se rompe, se libera oxígeno y la energía queda guardada temporalmente en dos moléculas que funcionan como baterías recargables: el ATP y el NADPH.

La segunda etapa se conoce como fase oscura, o ciclo de Calvin, y sucede en el estroma, el líquido que rodea a los tilacoides. Aquí la planta usa la energía de esas baterías para tomar el dióxido de carbono del aire y unirlo, paso a paso, hasta formar azúcares. El nombre puede confundir: se llama oscura porque no necesita luz directamente, no porque ocurra de noche. En realidad funciona sobre todo de día, mientras la fase luminosa le entrega energía.

Una forma de recordarlo: la fase luminosa es como cargar el celular, y la fase oscura es usar esa carga para fabricar algo.

Por qué es tan importante para la vida

La primera razón es el oxígeno. Hace más de 2.000 millones de años, unas bacterias llamadas cianobacterias empezaron a liberar oxígeno con la fotosíntesis y, con el tiempo, cambiaron por completo la atmósfera de la Tierra. Sin ese cambio no habrían aparecido los animales que respiran oxígeno, incluidos los seres humanos.

La segunda es la comida. Las plantas y las algas son los productores de las cadenas alimenticias: todo lo que come un herbívoro viene de la fotosíntesis, y todo lo que come un carnívoro viene, a su vez, de un herbívoro. El arroz, el maíz, el plátano, la papa y hasta la carne de res tienen su origen en la luz que capturó alguna planta. Incluso el petróleo y el carbón son restos de seres vivos antiguos que guardaron energía solar hace millones de años.

La tercera es el clima. Al absorber dióxido de carbono, el principal gas que provoca el calentamiento global, bosques y océanos ayudan a frenar el cambio climático.

El mito de la Amazonía como pulmón del mundo

Muchas personas repiten que la Amazonía produce el 20 % del oxígeno del planeta. Los científicos consultados por National Geographic explican que esa cifra es una gran exageración. La selva sí produce enormes cantidades de oxígeno, pero las propias plantas, los animales y los microbios que viven en ella consumen casi todo al respirar y descomponer la materia orgánica. Su aporte neto al aire que respiramos es cercano a cero.

Entonces, ¿de dónde sale tanto oxígeno? Según la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos (NOAA), al menos la mitad de la producción de oxígeno de la Tierra ocurre en el océano, gracias al plancton: algas microscópicas y bacterias que flotan cerca de la superficie. Una sola de esas bacterias, la Prochlorococcus, produce hasta el 20 % del oxígeno de toda la biosfera, según la NOAA.

Nada de esto le resta valor a la Amazonía, que comparten nueve países y territorios, entre ellos Ecuador, Perú, Colombia y Brasil. Gracias a la fotosíntesis, sus árboles almacenan enormes cantidades de carbono que, si el bosque se quema, vuelven a la atmósfera. Además, la humedad que liberan sus árboles alimenta las lluvias de buena parte de Sudamérica y alberga una diversidad de especies única en el mundo.

Datos curiosos

Las plantas también respiran: de día y de noche consumen oxígeno para usar la energía de sus azúcares, igual que nosotros. Durante el día la fotosíntesis supera a la respiración, por eso el balance es a favor del oxígeno.

No todos los organismos que hacen fotosíntesis son plantas. Las algas y las cianobacterias también la realizan, y en el mar son las grandes protagonistas.

La próxima vez que comas una fruta o respires hondo en un parque, recuerda que detrás hay una fábrica química que funciona con luz del Sol desde hace miles de millones de años.