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Muy buenas, hoy vamos a meternos de lleno en ese proceso que, de una forma silenciosa

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pero absolutamente imparable, impulsa casi toda la vida en la Tierra. Es la fuente de

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la comida que nos alimenta y, literalmente, del aire que respiramos. Hablamos, cómo no,

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de la fotosíntesis.

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A ver, que sí, que puede sonar un poco a pregunta de críos, ¿no? Pero en el fondo

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es una de las cuestiones más fascinantes de toda la biología. ¿Cómo es posible que

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una planta convierta algo tan etéreo como la luz del sol en materia sólida, en energía,

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que se puede tocar y usar. Bueno, pues vamos a descubrirlo. Y aquí la tenemos. Esta es

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la receta maestra, la fórmula fundamental para la vida. ¡Casi nada! Fijaos, con dióxido

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de carbono, que coge del aire, agua y la energía de la luz, las plantas son capaces de cocinar

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azúcar, que es su alimento, y de paso nos regalan oxígeno, que para ellas es solo un

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producto de desecho. Para entender cómo funciona todo esto, lo mejor es que nos imaginemos

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que estamos entrando en una fábrica microscópica, una auténtica central energética de alta

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tecnología. Esta fábrica se llama Cloroplasto y es justo ahí dentro donde ocurre toda la

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magia. Es que dentro de cada célula de una planta hay docenas de estas pequeñas centrales

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energéticas y son una pasada deficientes porque están especializadas en una única

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y vital tarea, convertir la luz del sol en energía química. Todo lo que vamos a ver

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a partir de ahora sucede aquí dentro. Vale, nuestra fábrica se divide, digamos, en dos

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departamentos clave. El primero, que está en las membranas tilacoidales, sería como

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la sala de turbinas, donde se captura la luz para generar energía. Y esa energía se almacena

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en dos tipos de moléculas, ATP y NdAPH. El segundo departamento, en el estroma, es más

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bien la línea de montaje, donde se usa toda esa energía para fabricar el producto final,

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el azúcar. Venga, pues vamos a entrar en ese primer departamento. ¿Cómo se las apañan

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exactamente para capturar la luz y convertirla en esas pequeñas baterías moleculares que

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son el ATP y el NdAPH? Pues el sistema es mucho más ingenioso de lo que parece.

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Y aquí viene algo súper interesante. Resulta que la fábrica no tiene un solo modo de funcionar, sino dos. El modo principal, que es el no cíclico, produce las dos cosas, ATP y NADPH, pero a veces la línea de montaje necesita un chute extra de ATP, pues para eso se activa un modo secundario, el cíclico, que funciona como un generador de respaldo solo para fabricar más ATP.

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Bien, vamos a fijarnos en la línea de producción principal.

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Si miramos a la izquierda, todo arranca en el llamado fotosistema 2,

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00:02:30,360 --> 00:02:32,580
cuando la luz le da un subidón de energía a un electrón.

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00:02:33,219 --> 00:02:36,560
Este electrón empieza un viaje por una cadena de transporte, que vemos en el centro,

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00:02:37,000 --> 00:02:38,639
y mientras viaja ayuda a generar ATP.

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00:02:39,319 --> 00:02:42,840
Al final, el electrón llega al fotosistema 1, recibe otro impulso de luz

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00:02:42,840 --> 00:02:46,180
y se usa para crear la otra molécula de energía, el NADPH.

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00:02:46,659 --> 00:02:48,460
Como veis, es un viaje de ida sin vuelta.

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00:02:49,159 --> 00:02:53,900
Claro, la pregunta del millón es, ¿y de dónde saca el fotosistema 2 ese primer electrón que pierde?

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00:02:54,219 --> 00:02:55,180
Pues lo roba del agua.

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00:02:55,620 --> 00:02:59,300
Al romper la molécula, DH2O no solo consigue los electrones que necesita,

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00:02:59,680 --> 00:03:02,780
sino que libera protones y, como residuo, oxígeno.

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00:03:03,060 --> 00:03:06,780
Sí, sí, el oxígeno que hay en nuestra atmósfera viene todo él de esta reacción.

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00:03:07,240 --> 00:03:08,060
Es alucinante.

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00:03:08,340 --> 00:03:11,680
¿Y ahora? ¿Qué pasa con ese generador de respaldo que decíamos?

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00:03:12,080 --> 00:03:14,340
Pues aquí lo tenemos. Es la vía cíclica.

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00:03:14,800 --> 00:03:17,580
En este caso, el electrón que se excita en el fotosistema 1

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00:03:17,580 --> 00:03:23,680
no se va a formar NDPH. En lugar de eso, da media vuelta y regresa al inicio de la cadena

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00:03:23,680 --> 00:03:28,819
de transporte para bombear más protones y generar más ATP. Es un bucle perfecto,

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00:03:28,979 --> 00:03:32,659
diseñado para ajustar la producción de energía según las necesidades del momento.

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00:03:33,240 --> 00:03:38,360
Y este diagrama, el famoso esquema Z, lo resume todo a la perfección. Es como un mapa de la

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00:03:38,360 --> 00:03:42,419
energía de los electrones, que muestra cómo sube y baja. Cada vez que la luz incide,

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00:03:42,520 --> 00:03:46,259
representado por esos rayos, los electrones reciben un impulso que los lleva a un estado

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de altísima energía. Luego van cayendo por la cadena de transporte, liberando esa energía poco

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00:03:50,960 --> 00:03:56,800
a poco para que la fábrica pueda aprovecharla. Listo, ya tenemos el combustible, ATP y NADPH.

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00:03:57,139 --> 00:04:02,560
Ahora toca usarlo. Pasamos al segundo departamento de la fábrica, a la línea de montaje. Aquí es

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donde toda esa energía se va a invertir para construir algo sólido y útil, a partir del

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dióxido de carbono que hay en el aire. Este ciclo es de verdad el corazón de toda la producción.

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00:04:12,719 --> 00:04:14,460
Fijémonos, tiene tres pasos.

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00:04:14,900 --> 00:04:20,420
Primero, en la fijación, el CO2 del aire se engancha a una molécula que ya está dentro del ciclo.

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00:04:20,860 --> 00:04:27,720
Después, en la reducción, se le inyecta toda la energía del ATP y del NADPH para transformar ese compuesto.

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00:04:27,720 --> 00:04:33,660
Y finalmente, en la regeneración, la mayor parte de lo que queda se recicla para empezar el ciclo otra vez,

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00:04:33,959 --> 00:04:36,819
mientras una pequeña porción sale ya como producto final.

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00:04:36,819 --> 00:04:55,060
Y si hay un trabajador estrella en esta línea de montaje, sin duda es una enzima llamada Rubisco. Su única misión, pero una misión crucial, es la de agarrar moléculas de CO2 del aire e introducirlas en el ciclo. Es tan tan fundamental para la vida en la Tierra que se considera que es la proteína más abundante de todo el planeta.

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00:04:55,060 --> 00:05:16,959
Pero, ¿cuánto cuesta todo esto? ¿Cuál es el precio energético de crear vida? Pues la línea de montaje del ciclo de Calvin es increíblemente exigente. Para construir una sola molécula de glucosa, la primera parte de la factura son 18 moléculas de ATP, 18 de esas baterías moleculares que tanto trabajo ha costado fabricar en la primera fase.

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00:05:16,959 --> 00:05:43,160
Y ojo, que no acaba ahí la cosa. A la factura hay que sumarle 12 moléculas de NADPH, el otro producto de la central eléctrica. Esto nos demuestra la conexión total y absoluta que hay entre los dos departamentos. La primera fase, la de captura de luz, tiene que estar funcionando a pleno rendimiento, sin descanso, solo para poder pagar la brutal demanda de energía de la segunda fase. La escala de esta operación es sencillamente asombrosa.

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00:05:43,740 --> 00:05:48,279
Hasta ahora hemos visto la versión más famosa de la fotosíntesis, la que libera oxígeno,

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00:05:48,620 --> 00:05:53,279
pero es que la naturaleza es increíblemente ingeniosa y ha desarrollado otras recetas

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00:05:53,279 --> 00:05:56,899
para crear vida que no dependen del agua, ni siquiera de la luz solar.

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00:05:57,639 --> 00:06:02,279
Por ejemplo, hay algunas bacterias que hacen una versión que llamamos anoxigénica.

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00:06:02,699 --> 00:06:04,319
La clave está en los ingredientes.

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00:06:04,319 --> 00:06:09,319
En lugar de usar agua como fuente de electrones, utilizan sulfuro de hidrógeno.

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00:06:09,360 --> 00:06:09,899
¿Y el resultado?

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00:06:09,899 --> 00:06:14,319
Pues que, en vez de liberar oxígeno, su producto de desecho es azufre puro.

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00:06:14,740 --> 00:06:18,180
El principio es el mismo, pero los ingredientes cambian el resultado final.

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00:06:18,860 --> 00:06:23,560
Y luego, luego está la quimiosíntesis, que ya es jugar en otra liga completamente distinta.

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00:06:24,079 --> 00:06:25,459
Aquí nos olvidamos de la luz solar.

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00:06:26,060 --> 00:06:31,439
Estos organismos, que suelen vivir en lugares súper extremos como las chimeneas volcánicas del fondo del océano,

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00:06:31,899 --> 00:06:34,959
consiguen su energía rompiendo los enlaces de compuestos químicos.

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00:06:35,620 --> 00:06:39,180
El método, y esto es lo alucinante, se parece un montón en su lógica.

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00:06:39,180 --> 00:06:49,939
En la primera fase oxidan químicos para generar ATP, su energía, y en la segunda fase usan ese ATP para fijar carbono y construir sus propios azúcares, de una forma muy muy parecida al ciclo de Calvin.

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00:06:50,300 --> 00:06:53,980
Es la prueba definitiva de que la vida siempre se abre camino con o sin luz.

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00:06:54,579 --> 00:07:02,319
Hemos estado viendo a los detalles, las moléculas, las reacciones, pero ahora toca dar un paso atrás y ver la foto completa.

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00:07:02,939 --> 00:07:05,220
¿Por qué es tan sumamente importante todo esto?

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00:07:05,220 --> 00:07:08,680
Porque la fotosíntesis no sólo alimenta a las plantas

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00:07:08,680 --> 00:07:12,839
Es que, literalmente, construyó el planeta tal y como lo conocemos

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00:07:12,839 --> 00:07:15,920
Pensemos un momento en todo lo que ha hecho

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00:07:15,920 --> 00:07:18,839
Es la base de prácticamente todas las cadenas tróficas

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00:07:18,839 --> 00:07:23,439
Produjo todo el oxígeno que permitió que evolucionaran animales complejos que respiramos gracias a ella

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00:07:23,439 --> 00:07:25,540
Cambió por completo la química de la atmósfera

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00:07:25,540 --> 00:07:29,759
Y ese cambio, a su vez, creó la capa de ozono que es lo que nos protege de la radiación del Sol

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00:07:29,759 --> 00:07:35,939
La aparición de la fotosíntesis fue, sin exagerar, el evento más transformador en la historia de la Tierra

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00:07:35,939 --> 00:07:40,060
Un único proceso a nivel molecular que fue capaz de rediseñar un mundo entero

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00:07:40,060 --> 00:07:43,079
Y eso nos deja con una pregunta final fascinante

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00:07:43,079 --> 00:07:49,459
¿Qué proceso, ya sea natural o creado por nosotros, podría tener un impacto tan gigantesco en el futuro de nuestro planeta?