Robert Paul Hudson
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La fotosíntesis es el proceso por
el cual las plantas utilizan la energía de la luz para convertir el dióxido de
carbono y el agua en glucosa, y el subproducto es el oxígeno liberado del que
más depende la vida. En la ausencia de luz, el proceso de respiración es lo
contrario del de la fotosíntesis. Las sustancias alimenticias se descomponen en
presencia del oxígeno para liberar energía en forma de calor. El dióxido de
carbono es producido y liberado como un subproducto. Estos procesos son una
parte vital del crecimiento de las plantas y la introducción de luz de alta
intensidad y el dióxido de carbono producen un aumento significativo de la
actividad fotosintética creando así un impulso en el crecimiento de las plantas
y vitalidad. La fotosíntesis activa es lo que hace la diferencia entre las
plantas de acuario sanas y las que apenas sobreviven.
La glucosa, un hidrato de carbono,
es el combustible formado a partir de la fotosíntesis utilizado para formar las
hojas, flores, frutas y semillas. Las cantidades excesivas se almacenan en las
raíces de las plantas, en los tallos y en las hojas en forma de almidón, el
cual se puede extraer como reserva. La glucosa también se convierte en
celulosa, que se utiliza como material estructural en la formación de paredes celulares.
La fotosíntesis de la planta se
produce en las hojas y en los tallos verdes dentro de estructuras celulares
llamadas cloroplastos. Cada hoja tiene decenas de miles de células, y cada
célula contiene entre 40 a 50 cloroplastos. Cada cloroplasto individual es
seleccionado por las membranas en compartimentos en forma de disco llamados
tilacoides. Encajadas en las membranas de los tilacoides hay cientos de
moléculas de clorofila, un pigmento de retención de la luz necesario para la
fotosíntesis. Las enzimas, que son pigmentos de captura de luz adicionales,
también están en las membranas.
La fotosíntesis es un proceso muy complejo que todavía no es completamente entendido. En términos simples hay dos etapas. En la primera etapa, la reacción depende de la luz, el cloroplasto atrapa la energía de la luz y la convierte en energía química que es contenida en dos moléculas: nicotinamida adenina dinucleótido fostato (NADP), y trifosfato de adenosina (adenosín trifostato, abreviado ATP). En la segunda etapa llamada reacción independiente de la luz, la NADP proporciona los átomos de hidrógeno que ayudan a formar la glucosa y la ATP proporciona la energía para esta y otras reacciones que se utilizan para sintetizar la glucosa. Todo esto es el resultado del significado literal del término fotosíntesis, para construir con la luz.
Dos cosas deben estar presentes
para que ocurra esto: la luz y el dióxido de carbono. Muchas de las plantas que
utilizamos en los acuarios provienen de un hábitat natural donde crecen fuera
del agua, o crecen flotando en la superficie donde la luz es más intensa y el
dióxido de carbono se obtiene de la atmósfera, por lo tanto, sin los niveles de
dióxido de carbono y luz elevados estas plantas no pueden llegar a una tasa de
fotosíntesis adecuada. Las plantas que crecen toda su vida sumergidas han
evolucionado para crecer en condiciones en las que la luz y el dióxido de
carbono pueden ser difíciles de obtener. Algunas plantas pueden absorber el dióxido
de carbono de los sedimentos en sus raíces. El sedimento puede ser rico en
carbono de material orgánico en descomposición y en bacterias que pasan a
través de un proceso similar de liberación de CO2. Otra fuente para algunas
plantas en agua alcalina es obteniendo la molécula carbónica en el agua.
Los nutrientes también juegan un
rol en la capacidad de las plantas para la fotosíntesis. Por ejemplo, el
potasio regula la apertura y el cierre de las estomas (los poros a través de
los cuales pasa el intercambio de dióxido de carbono (CO2), el vapor de agua y
el oxígeno (O2)). El correcto funcionamiento de las estomas es esencial para la
fotosíntesis, el transporte de agua y de nutrientes, y el enfriamiento de la
planta. Los azúcares producidos en la fotosíntesis deben ser transportados a
través del floema[i]
a otras partes de la planta para la utilización y el almacenamiento. El sistema
de transporte de la planta utiliza la energía en forma de ATP. Si el potasio es
inadecuado, habrá menos ATP disponible y el sistema de transporte se romperá, y
la tasa de fotosíntesis se reducirá. Otro ejemplo es la clorofila. Para que la
clorofila esté presente en las hojas, debe haber presencia de hierro. Si no hay
hierro presente o es insuficiente, las hojas perderán su pigmento verde y se volverán
de color amarillo, y la fotosíntesis se interrumpirá.
¿Qué significa todo esto para el
aficionado y el acuario plantado? Al comprender los conceptos básicos de cómo
funciona este proceso podemos reconocer los signos de éxito o las formas de
mejorar las condiciones para un mejor crecimiento de las plantas y lograr un
medio ambiente más saludable.
La duplicación de los hábitats
naturales en un acuario donde las plantas toman el CO2 de los sedimentos es
difícil y no plenamente eficaz, pero no imposible, sin embargo, no todas las
plantas que utilizamos responderán a esto. Resultados mucho más favorables se
obtienen al tener una fuente de luz suficientemente intensa junto con la
adición de una fuente de dióxido de carbono para el agua que tiene efecto
inmediato.
El agua muy blanda no es
conducente para la adición de dióxido de carbono debido a que se necesita una
dureza de carbonatos suficiente como regulador del pH. La fuente alternativa
sería el sedimento del sustrato o lecho de grava, que se obtiene al permitir
que se acumule mulm[ii]
y no limpiar la grava sobre una base regular. Si bien esto puede parecer ir en
contra de lo que nos han enseñado en la atención básica del acuario, se puede
hacer de manera segura dentro de lo razonable. La filtración mecánica, los
cambios ocasionales de agua, y una buena circulación, junto con una baja a
moderada carga de peces mantendrán el sistema equilibrado. Las plantas deberían
dejarse tranquilas tanto como sea posible, evitando intervenirlas demasiado. El
desarraigo constante de las plantas o la reorganización el sustrato liberarán
mulm y posibles patógenos en el agua. En la configuración inicial, añadir una
pequeña cantidad de turba de Sphagnum a la capa inferior del sustrato
proporcionará suficiente material orgánico el que al descomponerse, liberará
pequeñas cantidades de dióxido de carbono.
“Pearling” es el término utilizado para describir a las plantas que liberan burbujas de oxígeno durante las horas de luz y es un indicador de la tasa fotosintética de las plantas en crecimiento. Con una iluminación tenue le será menos probable que pueda ver flujos significativos de burbujas. El aumento de la intensidad de luz, (no la duración) junto con el aumento de los niveles de CO2 aumentará drásticamente la actividad de “pearling”. Cuanto más intensas sean las corrientes de burbujas, más rápida será la tasa de fotosíntesis y será un signo seguro de que todo está sano. Un nivel de CO2 de 25 a 30 ppm proporciona el crecimiento más óptimo.
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| efecto "pearling" |
“Pearling” es el término utilizado para describir a las plantas que liberan burbujas de oxígeno durante las horas de luz y es un indicador de la tasa fotosintética de las plantas en crecimiento. Con una iluminación tenue le será menos probable que pueda ver flujos significativos de burbujas. El aumento de la intensidad de luz, (no la duración) junto con el aumento de los niveles de CO2 aumentará drásticamente la actividad de “pearling”. Cuanto más intensas sean las corrientes de burbujas, más rápida será la tasa de fotosíntesis y será un signo seguro de que todo está sano. Un nivel de CO2 de 25 a 30 ppm proporciona el crecimiento más óptimo.
[i] Tejido conductor encargado del transporte de nutrientes orgánicos e inorgánicos —especialmente azúcares— producidos por la parte aérea fotosintética y autótrofa, hacia las partes basales subterráneas, no fotosintéticas, heterótrofas de las plantas vasculares.
[ii]
Mulm (también llamado detritus) son los restos orgánicos que se acumulan en y
sobre el sustrato del acuario.
