Fotosíntesis al otro lado del arcoíris
La luz, que no se puede ver en la parte infrarroja del espectro, es sorprendentemente importante para la fotosíntesis de las plantas.
Los botánicos saben que las plantas pueden usar luz infrarroja, luz con una longitud de onda más larga que la que puede ver el ojo humano. Este descubrimiento ha llevado a la investigación para mejorar la capacidad de las plantas para usar esta luz para mejorar la eficiencia fotosintética. Ahora, la investigación de Shuyang Zhen y sus colegas sobre las plantas a la luz del sol ha descubierto que las plantas ya están utilizando gran parte de esa luz oculta a plena luz del día. Su estudio se publicará en un número futuro de Nuevo fitólogosugiere que suceden más cosas en las hojas a la sombra del dosel de una planta de lo que pensaban los botánicos.
Sus resultados podrían tener implicaciones significativas para modelar cultivos y su uso de la luz. Zhen y sus colegas señalan que muchos resultados de investigación definen la radiación fotosintéticamente activa como luz en el espectro entre 400 y 700 nm.
“La actividad fotosintética de los fotones rojos lejanos a pleno sol y a la sombra de la vegetación sugiere que los modelos de plantas y ecosistemas pueden subestimar significativamente la fotosíntesis del dosel”, escriben Zhen y sus colegas. “Estos resultados también sugieren que los cultivos genéticamente modificados utilizados para producir chl es decir y F el uso de fotones de rojo lejano puede no lograr el alto nivel esperado de aumento de rendimiento; La hipótesis detrás de este enfoque es que las plantas actualmente no usan fotones por encima de 700 nm. Sin embargo, nuestros resultados muestran que las plantas ya usan fotones de manera eficiente hasta aproximadamente 750 nm, tanto a plena luz del sol como a la sombra del dosel”.
Los botánicos utilizaron un filtro de paso corto para investigar la eficacia de los fotones infrarrojos a la luz del día. Esta es una pantalla que transmite luz visible pero bloquea alrededor del 95% de la luz infrarroja. El filtro eliminó efectivamente la luz infrarroja de las plantas. Después de pasar el filtro por Sunflower (Helianthus annuus) y maíz (zea mayos) el equipo luego midió lo que estaba sucediendo con la fotosíntesis en las hojas.
Los científicos encontraron que la actividad fotosintética de las hojas disminuyó en más del seis por ciento segundos después de que el filtro bloqueara la luz infrarroja. Un efecto secundario de este filtro fue que también bloqueaba la luz ultravioleta, por lo que el equipo probó un filtro diferente que solo eliminaba la luz ultravioleta. Esto redujo la fotosíntesis en solo un uno por ciento, lo que demuestra que la barrera infrarroja tuvo el mayor efecto.
Zhen y sus colegas argumentan que la fijación en la región de luz visible significa que hay problemas tanto en el modelado como en la experimentación. Las luces LED, que solo emiten fotones en el espectro visible, carecen de la luz infrarroja que usan las plantas en condiciones naturales. Las lámparas halógenas más antiguas también pueden emitir demasiada luz infrarroja. Por esta razón, los científicos que estudian la fotosíntesis deben usar LED IR especiales que puedan calibrar para los experimentos.
La luz infrarroja es especialmente importante en la sombra, donde puede representar más de la mitad de la luz que recibe una hoja. Esta sombra incluiría muchas hojas bajo el dosel de los cultivos.
Los autores concluyen: “Recomendamos expandir la definición de radiación fotosintéticamente activa para incluir fotones de 400 a 750 nm con el acrónimo ePAR (PAR extendido), una métrica mejorada que es más predictiva de la fotosíntesis que PAR”.
LEER EL ARTÍCULO
Zhen, S., van Iersel, MW y Bugbee, B. (2022) “Fotosíntesis en sol y sombra: la sorprendente importancia de los fotones del rojo lejano”, Nuevo fitólogo. https://doi.org/10.1111/nph.18375
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