PAR es el acrónimo Radiación fotosintéticamente activa, y se refiere a la luz con longitudes de onda de 400 - 700 nm, el llamado espectro visible, de rojo a violeta. PAR es fotosintéticamente activo porque abarca el rango de longitudes de onda absorbidas por los pigmentos involucrados en la fotosíntesis: clorofila a (Chl a) y varios accesorio pigmentos, incluidas las clorofilas b, c y d, y los carotenoides. Aunque una amplia gama de longitudes de onda dentro de esa banda PAR son absorbidas por la multiplicidad de pigmentos involucrados en la fotosíntesis, la energía asociada con esa radiación finalmente pasa a las moléculas de Chl a que están en los centros de reacción de los dos fotosistemas (PS) que impulsan la fotosíntesis.

La Chl a que impulsa la energización de los electrones en la fotosíntesis también, y lo que es más importante, absorbe luz por derecho propio, como máximo a 680 nm (en PS II) y a 700 nm en PSI, las cuales son longitudes de onda rojas visibles. Una vez absorbida por, y/o transferida a, la Chl a, esta energía lumínica se utiliza en última instancia para facilitar la producción de ATP (Adenosina trifosfato) y NADPH (Nicotinamida Adenina Dinucleótido Fosfato Hidrógeno) en las llamadas reacciones luminosas de la fotosíntesis (más formalmente, la reacciones dependientes de la luz). Esta ATP y NADPH participa posteriormente en la reacciones de fotosíntesis independientes de la luz - anteriormente llamado el reacciones oscuras – en el que el dióxido de carbono se incorpora enzimáticamente en moléculas orgánicas para el crecimiento, etc. de la planta.

Aunque PAR es un término que se refiere a la forma de fotosíntesis productora de oxígeno que realizan los miembros de la Reino vegetal, también es relevante para la fotosíntesis llevada a cabo por algas y algas marinas (el Reino 'anticuado' Prot(oct)ista), y la fotosíntesis oxigenada por bacterias especializadas conocidas como cianobacterias (anteriormente, o todavía conocidas hoy en día, por aquellos de nosotros de cierta edad y preferencia taxonómica, como 'azul verde Algas') dentro de Dominio Bacteria. Y esa visión de la fotosíntesis que parecía agradable, ordenada y sencilla, se encuentra en los libros de texto y es lo que enseñamos a nuestros estudiantes en la creencia de que esta era la situación en la naturaleza.

El acogedor statu quo se vio sacudido un poco hace unos años por el descubrimiento de una nueva clorofila, la clorofila f (Chl f), aislada de las cianobacterias en estromaolitas en Australia por min Chen et al. que absorbió y usó luz más allá del rango PAR, a 706 nm. Sin embargo, se suponía que Chl f era un pigmento accesorio, el último impulsor de la energización fotosintética de los electrones en esos microbios, y como en todos los demás organismos fotosintéticos oxigénicos, era Chl a. De hecho, tan arraigada estaba esta visión de la fotosíntesis que un 'rojo límitar' que restringía la energización de electrones fotosintéticos a longitudes de onda no superiores a 700 nm (cuya luz es roja). Ciertamente, no se extendió al uso de luz roja lejana más allá de 700 nm que absorbe Chl f.

Ese punto de vista ahora ha sido seriamente cuestionado por el trabajo de Dennis Nuremberg et al. utilizando la cianobacteria croococcidiopsis térmica. Cuando se cultivó bajo una iluminación de rojo lejano de 750 nm, el fotosistema II del azul-verde operó con una longitud de onda de 745 nm (únicamente hasta Chl f), y a 727 nm para el fotosistema I, que puede deberse a Chl f (o Chl d, pero, y lo que es más importante, una Chl que absorbe una longitud de onda más larga que la Chl a). Aunque Chl f en estos complejos también actuó en una capacidad de recolección de luz, la observación crucial es que las longitudes de onda del rojo lejano, más allá del límite rojo de la fotosíntesis, fueron suficientes para impulsar la fotoquímica de la fotosíntesis en estos organismos. Aunque Chl f puede absorber longitudes de onda superiores a 760 nm, los autores proponen que 727 nm puede ser el "segundo límite rojo" para el funcionamiento del fotosistema II. Esta nueva forma de fotosíntesis parece ser ventajosa para los organismos que viven en la naturaleza en ambientes profundamente sombreados donde se produce naturalmente esa luz roja lejana. Otros comentaristas sugieren que este descubrimiento puede ser relevante para nuestras búsquedas de formas de vida fotosintéticas extraterrestres. tal vez en Marte.

La opinión del Sr. Cuttings sobre esto está mucho más cerca de casa y se relaciona con discusiones recientes y en curso sobre donde comenzó la vida en la tierra y hidrotermal viento En particular. Aunque son ambientes de alta temperatura y alta presión desprovistos de luz superficial (derivada del sol), los respiraderos hidrotermales de aguas profundas pueden tener su propia iluminación in situ.

Esa radiación, llamada radiación geotérmica, es de longitud de onda larga, más allá del espectro visible y, por lo tanto, PAR, y está compuesta por la radiación electromagnética emitido por objetos calientes in esas regiones de alta temperatura. Tal vez los organismos primitivos evolucionaron en esos lugares con moléculas que absorbieron y explotaron la luz de longitud de onda larga en una versión temprana de la fotosíntesis. Algunos de ellos pueden haber dado lugar a unicells existentes como Chroococcidiopsis thermalis, y otros pueden haber sido los precursores de organismos que se convirtieron en los cloroplastos de las células eucariotas a través de la operación de la Serial Teoría endosimbiótica. Posteriormente, esos pigmentos absorbentes de radiación divergieron y cambiaron en respuesta a ambientes visiblemente iluminados dando lugar a Chls a, b y otros pigmentos accesorios, etc.

Por lo tanto, esta emocionante (sí, juego de palabras reconocido y totalmente justificado...) investigación del siglo XXI puede ayudar a respaldar el caso de que los respiraderos hidrotermales fueron la "cuna de la vida" en la Tierra hace muchos miles de millones de años*. En cualquier caso, será necesario modificar los libros de texto para adaptarse a esta nueva forma de fotosíntesis.

* La explotación de este descubrimiento también podría ayudar a generar plantas que puedan utilizar una mayor proporción de la radiación solar que en la actualidad. Por ejemplo, Rienk van Grondelle y Egbert Boeker argumentan que vale la pena investigar la reingeniería de plantas para explotar mejor las longitudes de onda de 700 a 900 nm. O simplemente se podría tratar de hacer un mejor uso de los pigmentos que absorben longitudes de onda largas aparentemente ya presente en los girasoles. Tal fotosíntesis mejorada y una mayor productividad de los cultivos podrían contribuir en gran medida a eliminar los problemas de seguridad alimentaria 'de un golpe'. Alternativamente, ¿por qué no ingeniero bacterioclorofilas en nuestras plantas de cultivo? Estas moléculas (no se les puede llamar pigmentos porque absorben longitudes de onda no visibles), que puede utilizar la irradiación hasta Longitud de onda 1050 nm, ¿podría ser otra 'simbiosis' de microbio-planta superior aún inexplorada...?