La importancia del estudio de los pigmentos fotosintéticos

De todos los caracteres externos de los vegetales, el color es probablemente el más notable y característico. Además, está ligado a las actividades fisiológicas del cultivo. Por lo que para comprender cómo se desarrollan, es necesario un conocimiento previo sobre pigmentos vegetales.

¿Qué son los pigmentos fotosintéticos?

La fotosíntesis es el principal proceso fisiológico por el que las plantas responden a los cambios en las condiciones ambientales, estando estrechamente relacionada con el crecimiento de las plantas y la tolerancia al estrés. En este proceso, juegan un papel fundamental los pigmentos fotosintéticos.

Los pigmentos fotosintéticos son sustancias capaces de captar la energía lumínica y transformarla en energía química mediante la fotosíntesis. Hay una gran variedad de éstos, que se diferencian en su origen y composición, y aportan distintas propiedades a los pigmentos.  

Las clorofilas como pigmentos fotosintéticos

El color verde tan uniformemente presente en los vegetales se debe a la presencia de dos pigmentos estrechamente emparentados llamados clorofila a y clorofila b, aunque también existe la clorofila c y d.

Aunque tanto la clorofila a como la clorofila b absorben luz, la clorofila a tiene una función única y crucial al convertir la energía de la luz en energía química. Debido a la función central de la clorofila a en la fotosíntesis, todos los pigmentos utilizados además de la clorofila a se conocen como pigmentos accesorios, que incluyen otras clorofilas, así como otras clases de pigmentos, las xantofilas y carotenoides. El uso de pigmentos accesorios permite la absorción de una gama más amplia de longitudes de onda y, por lo tanto, una captura mayor de energía de la luz solar.

La fluorescencia de la clorofila a refleja el estado fotosintético de la planta y sus cambios producidos bajo los efectos del estrés. Cuando tiene lugar una alteración en el metabolismo, la planta produce fluorescencia para disipar el exceso de energía y evitar así daños por estrés.

Se encuentran prácticamente en todas las plantas con semilla, helechos, musgos y algas. Pueden formarse en las raíces, tallos, hojas y frutos a condición de que estos órganos estén situados por encima del suelo y queden expuestos a la luz. También, aunque aparentemente falten en algunas hojas de color rojo o amarillo, cuando se extraen las otras sustancias colorantes de estas, puede comprobarse incluso allí la presencia de las clorofilas, que estaban enmascaradas por los demás pigmentos.

¿Dónde están los pigmentos?

Estos pigmentos se encuentran en el interior de las células vegetales, específicamente en unos orgánulos denominados cloroplastos. El cloroplasto se encuentra rodeado por un par de membranas conocidas comúnmente como “envoltura”, dentro, el material soluble conocido como estroma. Dentro del cloroplasto, la clorofila se encuentra confinada dentro de un sistema de membranas, las membranas tilacoidales, formando complejos pigmento-proteína. Estos complejos pigmento-proteína son acomodados en grupos de cientos de moléculas denominados fotosistemas, receptores de luz que transfieren la energía de excitación a otros pigmentos antes de que ocurran reacciones fotoquímicas indeseables.

La importancia del estudio de los pigmentos fotosintéticos

El contenido de clorofila de las hojas a menudo se utiliza como parámetro para determinar el estado fisiológico de la planta. Constituye uno de los indicadores de la capacidad fotosintética de las plantas, ya que representa una medida de las dimensiones del sistema fotosintético y de su eficiencia. Esto determina la producción de biomasa de la planta bajo diferentes condiciones.

De ahí, que el estudio de los pigmentos fotosintéticos pueda contribuir al análisis del comportamiento y respuesta fisiológica del cultivo como respuesta a determinadas condiciones, como la energía lumínica recibida, intercambio gaseoso, agua y nutrimentos durante su ciclo de desarrollo, lo que permitiría diseñar sistemas de manejo agronómico más eficientes y sostenibles.

En Innplant, actualmente disponemos de un amplio conocimiento para proporcionar un servicio especializado en soluciones de monitoreo, análisis e interpretación de los resultados del estado fisiológico de los cultivos a través del estudio del proceso fotosintético. Llevamos a cabo análisis para cuantificar el contenido en pigmentos fotosintéticos como clorofila a, clorofila b y carotenoides, además realizar mediciones in situ con el medidor portátil de fotosíntesis (LI-COR), cuantificando los parámetros que indican el funcionamiento del fotosistema II in vivo.

Con estos análisis podemos estudiar parámetros que miden la eficiencia con la que las plantas realizan la fotosíntesis, eficiencia fotosintética, que nos dice cuánta energía absorbida en forma de electrones se utiliza para realizar la fotosíntesis y cuánta energía se pierde en forma de fluorescencia de electrones.