Ronaldo Hilgert
A FOTOSSÍNTESE
Todo mundo já ouviu falar
que as plantas obtém a sua energia através
da fotossíntese. A fotossíntese é
um dos mais importantes fenômenos da biologia,
e tem importância não só para
as plantas mas para todos os seres vivos da Terra.
A constante "purificação"
do ar atmosférico, dele retirando o dióxido
de carbono (CO2) e a ele devolvendo oxigênio
livre (O2), garante a nossa respiração,
mas vamos falar apenas da importância para as
plantas, que é o nosso caso no aquarismo.
A fotossíntese se passa em
duas etapas, chamadas de fase luminosa e fase escura.
A primeira depende da luz, a segunda ocorre mesmo
no escuro. Durante a fase luminosa têm intensa
participação as moléculas de
clorofila — clorofila é o principal pigmento
das plantas com capacidade de "reter" a
energia da luz. Na segunda etapa, que pode ocorrer
mesmo sem a presença de luz, a glicose será
formada, energia vital para as plantas. Passamos ao
processo detalhado, mas se você quiser pular
esta parte, recomendo que vá direto para "Fatores
que influenciam a fotossíntese", mais
em baixo.
A fase luminosa
Quando a planta é submetida
à ação da luz, a energia luminosa
ativa as moléculas de clorofila, e então
se inicia a fase luminosa, que compreende dois fenômenos
que ocorrem paralelamente: A fotofosforização
cíclica e a fotofosforização
acíclica.
Na fotofosforização
cíclica, uma molécula de clorofila A
ativada pela descarga de fótons perde um elétron,
que ficou "excitado", isto é, teve
seu nível energético aumentado. Esse
elétron é recolhido pela ferridoxina,
substância que serve como transportadora de
elétrons - daí a função
do ferro nas plantas. A ferridoxina transfere o elétron
para uma cadeia de proteínas. O elétron
fica passeando "de mão em mão"
nessa cadeia, perdendo o excesso de energia que possuía
até voltar ao seu potencial energético
normal, e então volta para a molécula
de clorofila A. Por isso é chamado de cíclico.
A energia desprendida pelo elétron durante
seu passeio é aproveitada pelas moléculas
de ADP que, com essa energia, podem associar-se a
um radical fosfato (fósforo orgânico),
transformando-se em ATP. Essas reações
exigem a presença de íons de magnésio
como catalisadores. O fosfato também é
fundamental nessa etapa, mas em qualquer aquário
em que existam peixes os níveis de fosfato
serão suficientes para as plantas; seu excesso,
no entanto, favorece a proliferação
das algas - a quantidade que a planta precisa é
mínima. A clorofila possui magnésio
em sua fórmula química, além
de nitrogênio, oxigênio e carbono.
Enquanto ocorre a fotofosforização
cíclica com as moléculas de clorofila
A, as moléculas de clorofila B executam a fotofosforização
acíclica. Quando ocorre a descarga de fótons,
um elétron da clorofila B fica com seu nível
energético aumentado, pulando para fora da
molécula de clorofila, sendo recolhido por
uma substância chamada plastoquinona. A plastoquinona
imediatamente o transfere a uma cadeia transportadora
de elétrons, como vimos na fotofosforização
cíclica, mas ao invés de retornar para
a clorofila B, será entregue a uma molécula
de clorofila A que no momento se encontra oxidada,
isto é, sem o elétron que está
"passeando". Durante esse passeio do elétron,
ele perdeu a energia que possuía, que fica
armazenada pelas moléculas de ATP, que se formam
pela combinação de ADP com o radical
fosfato. O elétron recolhido pela clorofila
A é entregue a uma molécula de ferridoxina
que o passa para uma molécula de NADP que pode
receber dois elétrons, passando para NADP reduzido.
Então, o elétron que saiu da clorofila
B não voltou mais a ela, e nesse ponto ocorre
mais uma "novela". Uma pequena quantidade
de luz provoca a decomposição das moléculas
de água que se quebra nos íons H+ e
OH-. Um átomo de hidrogênio tem apenas
um elétron e um próton. Os prótons
(íons H+) serão recolhidos pelas moléculas
de NADP reduzido. Os elétrons que vieram dos
átomos de hidrogênio serão recolhidos
pela clorofila B, que estava até agora oxidada,
quer dizer, sem o elétron que perdeu. Nossa!
O elétron que a clorofila B recebeu não
foi o mesmo que perdeu, mas tudo bem... E os íons
OH- ? Cada grupo de quatro deles se organizam naturalmente
formando duas moléculas de água e uma
de oxigênio livre, que é exatamente o
oxigênio liberado. Esse que o peixe respira!
Resumindo, durante a fase luminosa, é liberado
o oxigênio e formado o ATP e o NADPH2 que são
de fundamental importância para a fase escura.
A fase escura
Na fase escura, o dióxido
de carbono (CO2) e a água deverão reagir
com um composto existente no interior das células
das plantas, o RDP. Se ocorrer essa reação,
serão formadas moléculas de aldeído
fosfoglicérico, que originarão a glicose,
mas para esta reação acontecer, é
necessário que aja energia e a redução
do CO2. O ATP formado na fase luminosa fornece a energia,
e o NADPH2 reduz o CO2. Se tudo der certo, seis moléculas
de CO2 e seis de água deverão reagir
com seis moléculas de RDP, formando 12 moléculas
de aldeído fosfóglicérico (triose).
Duas moléculas de triose combinam-se entre
si, formando uma molécula de hexose (frutose
1-6 fosfato). A seguir, se transforma num isômetro
(glicose 1-6 difosfato). Depois, só falta a
glicose 1-6 fosfato descartar dois radicais fosfato
que estão ligados a ela para chegar ao produto
final da fotossíntese: A glicose. Mas os produtos
finais da fotossíntese não se limitam
à glicose; incluem também gorduras,
ácidos graxos, aminoácidos e ácidos
carboxílicos.
Isso dá para ter uma idéia
do trabalhão que a plantinha tem para produzir
o seu alimento e o nosso oxigênio!
FATORES QUE INFLUNCIAM A FOTOSSÍNTESE
- A velocidade com que ocorre a fotossíntese
depende dos seguintes fatores:
- Intensidade luminosa que atinge
a planta.
- Quantidade de CO2 disponível.
- Temperatura.
- Minerais.
Mesmo que três fatores estejam
com valores satisfatórios, se o quarto não
estiver, o faltante agirá como "fator
limitante", impedindo que a fotossíntese
ocorra com intensidade máxima.
Como todo ser vivo, a planta também
respira. Pela respiração, ela também
consome oxigênio. Exatamente o contrário
do que faz pela fotossíntese. Uma planta mantida
na ausência de luz não realiza a fotossíntese,
mas consome oxigênio. Então, a planta
consome mais oxigênio do que libera, mas se
formos aumentando gradativamente a luz, a fotossíntese
será estabelecida até sua intensidade
superar a da respiração.
A partir de certa intensidade luminosa,
a velocidade da fotossíntese não aumenta
mais, chegando ao ponto de saturação.
Aumentando a concentração de CO2, chegará
até determinado limite, e daí por diante
não haverá aumento da fotossíntese
e se a concentração de CO2 se tornar
muito grande, e por conseqüência a concentração
de oxigênio se tornará pequena, e a planta
morrerá por falta de oxigênio. A temperatura
também tem um limite de saturação,
além do qual a intensidade da fotossíntese
começa a cair. Os minerais mais importantes
são ferro, manganês, cobre, zinco, boro,
alumínio, cobalto e magnésio, entre
outros. São chamados de micronutrientes e as
plantas precisam deles em quantidades mínimas,
mas sua carência provoca doenças nas
plantas. O ferro é o elemento mais difícil
de se fixar, já que se oxida com facilidade.
Os outros micronutrientes serão repostos pela
troca parcial da água e até pela alimentação
dos peixes.
"Durante o dia a planta respira
CO2 e fotossintetiza, durante a noite ela apenas respira
O2"
O ESPECTRO LUMINOSO E SEU
PAPEL NA FOTOSSÍNTESE
Como todos sabem, a luz branca resulta
da combinação de radiações
de diversas cores: vermelho, laranja, amarelo, verde,
azul, anil e violeta. Mas nem todas essas radiações
têm o mesmo efeito sobre a clorofila, portanto,
nem todas agem igualmente estimulando a fotossíntese.
A absorção da luz pela
clorofila se faz com intensidade máxima nas
faixas de comprimento de onda de 450 nm (nanômetros,
milionésima parte do milímetro), que
corresponde a cor azul, e 700 nm, que corresponde
a cor vermelha. A absorção da cor verde
é quase nula, a clorofila reflete-a quase que
integralmente e é por isso que nós a
vemos dessa cor. Considerando o fenômeno da
fotossíntese em termos gerais, a resposta à
luz vermelha é ainda maior do que à
luz azul, apesar da absorção ser maior
na luz azul, isso se deve ao espectro de ação
da fotossíntese que não corresponde
rigorosamente ao espectro de absorção
da luz pelas clorofilas.
Como isso pode ser provado?
Se um feixe de luz branca passar por um prisma se
decompondo em diversas cores, e em cada cor colocarmos
um vidro cheio de água, lacrado, e com uma
plantinha dentro, veremos com o decorrer do tempo
que as plantas submetidas às radiações
vermelha e azul mostram o mais alto grau de atividade
fotossintética. Isso pode ser percebido pelo
tamanho da bolha de oxigênio que se formou em
cada vidro.
Os pigmentos fotossintéticos
presentes e a sua abundância variam de acordo
com a espécie. A clorofila A está presente
em todos os organismos que realizam a fotossíntese
oxigênica, menos nas bactérias fotossintetizantes.
A clorofila A é o principal pigmento, os outros
são chamados de pigmentos acessórios.
Clorofila B (ocorre nas plantas e algumas algas),
clorofila C (diatomáceas e algas pardas), clorofila
D (algas vermelhas) e beta-caroteno (plantas e maioria
das algas), mas ainda existem outros.
Bom, eu tive que ler umas cinco vezes
os textos que usei como fonte para este artigo e juro
que ainda não entendi direito, mas posso dizer
que estou emocionado com o trabalho das nossas "inferiores"
plantinhas. A fotossíntese é uma das
coisas mais admiráveis que se processam na
natureza e ainda um enigma que intriga hábeis
cientistas. Um dos primeiros seres que surgiram na
Terra provavelmente foram as algas, que através
do fenômeno da fotossíntese introduziram
o oxigênio na atmosfera, fato que tornou a vida
viável aqui no nosso planeta. Espero ter esclarecido
alguma coisa, e se alguém tiver algum comentário,
crítica ou correção, favor remeter
para o meu e-mail.
Este é um artigo produzido
por Ronaldo Hilgert
