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 sobre cómo 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 plantas a la luz del sol descubre que las plantas ya usan una gran cantidad de esta luz oculta a plena luz del día. su estudio, publicado en un próximo número de New Phytologist, sugiere que en las hojas a la sombra del dosel de un cultivo suceden más cosas de lo que pensaban los botánicos.
Sus resultados podrían tener implicaciones significativas para el modelado de cultivos y cómo utilizan la luz. Zhen y sus colegas señalan que muchas investigaciones 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 bajo la sombra de la vegetación sugiere que los modelos de cultivos y ecosistemas pueden subestimar significativamente la fotosíntesis del dosel”, escriben Zhen y sus colegas. “Estos hallazgos también sugieren que las plantas modificadas genéticamente para producir chl d y f es posible que aprovechar los fotones del rojo lejano no logre el alto grado anticipado de mejora del rendimiento; la hipótesis detrás de este enfoque es que las plantas actualmente no usan fotones por encima de 700 nm. Sin embargo, nuestros hallazgos muestran que las plantas ya usan fotones de hasta aproximadamente 750 nm de manera eficiente, tanto a plena luz del sol como a la sombra del dosel”.
Los botánicos examinaron la eficacia de los fotones infrarrojos a la luz del día mediante el uso de un filtro de paso corto. Esta es una pantalla que permite el paso de la luz visible pero bloquea alrededor del 95% de la luz en el infrarrojo. El filtro efectivamente privaba a las plantas de luz infrarroja. Después de colocar el filtro sobre Sunflower (Helianthus annuus) y Maíz (Zea mays), el equipo luego midió lo que sucedió con la fotosíntesis en las hojas.
Los científicos descubrieron que la actividad fotosintética de las hojas se redujo 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 con otro filtro que solo eliminaba la luz ultravioleta. Esto redujo la fotosíntesis en solo un uno por ciento, lo que demuestra que la barrera infrarroja tuvo un efecto mayor.
Zhen y sus colegas argumentan que la fijación en el rango de luz visible significa que hay problemas tanto con el modelado como con la experimentación. Las luces LED que emiten fotones solo en el espectro visible carecerán de la luz infrarroja que usan las plantas en condiciones naturales. Del mismo modo, las lámparas halógenas más antiguas pueden emitir luz infrarroja en exceso. Por esta razón, dicen que los científicos que investigan la fotosíntesis deberían usar LED IR especiales que puedan calibrar para los experimentos.
La luz infrarroja es particularmente importante en la sombra, donde puede representar más de la mitad de la luz que recibe una hoja. Esta sombra incluiría muchas hojas debajo del dosel de los cultivos.
Los autores concluyen: "Recomendamos que la definición de radiación fotosintéticamente activa se amplíe para incluir fotones de 400 a 750 nm con el acrónimo ePAR (PAR extendido), una métrica mejorada que predice mejor la fotosíntesis que PAR".
LEA EL ARTÍCULO:
Zhen, S., van Iersel, MW y Bugbee, B. (2022) "Fotosíntesis en el sol y la sombra: la sorprendente importancia de los fotones del rojo lejano" New Phytologist. https://doi.org/10.1111/nph.18375
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