Fotosíntesis y respiración celular
La fotosíntesis en la piña (Ananas comosus) ocurre como en la mayoría de las plantas verdes, pero con una particularidad: usa un tipo especial de fotosíntesis llamada CAM (metabolismo ácido de las crasuláceas), que le permite adaptarse a ambientes cálidos y secos.
FOTOSINTESIS CAM
- Por la noche, la planta abre los estomas (poros en las hojas) para captar CO₂ del aire, reduciendo la pérdida de agua.
- El CO₂ se almacena temporalmente en forma de ácidos orgánicos
- Durante el día, los estomas se cierran para conservar agua, y la planta usa la luz solar para transformar esos ácidos en azúcares mediante la fotosíntesis. Lüttge, U. (2004).
Características de la fotosíntesis CAM de la piña
Apertura estomática nocturna:
Durante la noche, los estomas (poros en las hojas) se abren para absorber dióxido de carbono (CO₂), lo que evita la pérdida excesiva de agua por evaporación.(Taiz et al., 2015).
Almacenamiento de CO₂:
El CO₂ capturado se convierte en ácidos orgánicos (como el ácido málico) y se almacena en vacuolas dentro de las células.(Taiz et al., 2015).
Fotosíntesis diurna:
Durante el día, los estomas permanecen cerrados para conservar agua. La luz solar activa el proceso de fotosíntesis, y los ácidos almacenados liberan el CO₂ necesario para producir glucosa.(Taiz et al., 2015).
Producción de glucosa y oxígeno:
La energía de la luz solar se usa para transformar el CO₂ y el agua en glucosa (azúcar) y oxígeno (O₂), utilizando clorofila. (Taiz et al., 2015).
Luminosidad
Fotosíntesis eficiente:
La piña necesita alta luminosidad (luz solar intensa) para llevar a cabo la fotosíntesis CAM de forma eficaz. Esto le permite producir suficiente energía (glucosa) para crecer y formar su fruto.(Lüttge, 2004).
Duración de la luz:
Aunque los estomas se abren de noche, la luz diurna es esencial para activar la fase luminosa de la fotosíntesis. Un día con al menos 6 a 8 horas de luz solar directa es ideal para la piña.(Lüttge, 2004).
Ubicación:
La piña se cultiva mejor en zonas tropicales y subtropicales, donde la luz solar es abundante durante todo el año.(Lüttge, 2004).
Efectos de poca luz:
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Menor producción de azúcares.
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Frutas más pequeñas o de menor calidad.
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Retraso en la floración y maduración. (Lüttge, 2004).
FOTORESPIRACIÓN
¿Por qué sucede?
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Captura CO₂ de noche (cuando hay menos evaporación).
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Lo almacena como ácidos orgánicos (como el ácido málico).
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Durante el día, estos ácidos liberan CO₂ internamente, directamente cerca de la enzima RuBisCO.
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Como hay una alta concentración de CO₂ dentro de la célula, RuBisCO no capta oxígeno, por lo tanto, la fotorespiración no ocurre o lo hace en niveles mínimos.
Efectos negativos
1. Pérdida de carbono fijado
- Se libera CO₂ que podría haber sido utilizado para formar azúcares.
- Esto reduce el rendimiento fotosintético y, por lo tanto, el crecimiento vegetal
- 2. Gasto energético adicional
- La planta utiliza ATP y NADPH para reciclar los productos de la fotorespiración, lo que reduce la energía disponible para otros procesos como el crecimiento y la formación de frutos.
- Reducción de la eficiencia hídrica
- Aunque las CAM minimizan la pérdida de agua, si ocurre fotorespiración, se reduce la eficacia con la que la planta convierte agua y luz en biomasa útil.
- Impacto en condiciones de estrés
- En condiciones muy calientes o secas, si la planta no puede manejar bien su metabolismo CAM (por ejemplo, por daño o estrés), la RuBisCO puede fijar más oxígeno, intensificando la fotorrespiración. Sage, R. F. (2004).