Explicações
nas áreas da física, química, biologia e fisiologia possuem suas
respectivas teorias entre os cientistas
Os atributos físicos dos pigmentos envolvidos na coleta de luz foram
importantes fatores contribuintes na seleção evolutiva dos produtos químicos
utilizados para a fotossíntese. No entanto, a razão pela qual plantas
superiores usam o complemento específico de clorofilas a, b e
carotenóides é uma questão de especulação. Entretanto, as forças
seletivas que impulsionaram a seleção evolutiva são desconhecidas, e podemos
fazer a seguinte pergunta: Por que as plantas superiores são verdes?
A resposta trivial para essa pergunta na abordagem física (ótica),
é que algas verdes e plantas superiores utilizam clorofilas a e b e
uma variedade de carotenoides na captura de luz para a fotossíntese. Outros
pigmentos utilizados por organismos fotossintéticos, tal como clorofila,
fucoxantina, e ficobilinas, absorvem a luz em todas as regiões do espectro
visível, mas tais pigmentos não são utilizados por algas verdes e maior
plantas. Clorofilas e carotenoides de plantas mais elevadas absorveram mais
fortemente a luz na rede e nas regiões azuis do espectro visível.
Uma outra resposta a essa pergunta seria o fato de
que as plantas são verdes porque suas células contêm cloroplastos que têm o
pigmento clorofila que absorve a luz azul e vermelha, de modo que o restante do
espectro da luz solar está sendo refletido, fazendo com que a planta aparente a
cor verde.
A partir das respostas, surge, portanto, uma nova
pergunta: por que as plantas não aproveitam a luz verde? Uma
vez que, a luz solar emite a mais alta intensidade de luz no espectro verde.
Essa resposta está ligada a saturação de energia que as folhas estariam
sujeitas caso absorvessem grande quantidade de luz solar no espectro verde,
isso mesmo, as folhas não deixam de absorver a luz verde, elas só o fazem em
menor quantidade quando comparado aos espectros do azul e
vermelho. As folhas não têm uma grande variabilidade em sua
capacidade de absorver luz. Muitas vezes, é usado uma constante para
descrever essa capacidade (0,83-0,85), o que significa que a folha absorve
entre 83 a 85% da luz incidente.
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A absorção ótima da luz ocorre em diferentes comprimentos de onda para diferentes pigmentos |
A luz verde é a menos absorvida e a mais refletida, então a maioria das folhas é verde. Muitos espectros de suspensões de algas diluídas, que têm um conteúdo de clorofila ação baixa, mostram claramente que a luz verde é menos eficaz do que a luz azul ou vermelho na condução da fotossíntese. Consequentemente, é um equívoco comum dizer que a luz verde não é importante para a fotossíntese. As folhas possuem um alto teor clorofila, 80-90% da luz verde colide com as folhas é absorvida. Claramente esse tipo de luz é uma importante fonte de energia que pode ser utilizada pelas plantas superiores.
As razões fisiológicas de que plantas com progenitores de algas foram
evolutivamente bem-sucedidas na terra permanecem desconhecidas e são
provavelmente mais complexas. Como as plantas evoluíram bem antes da visão,
provavelmente não há valor adaptativo em ser "verde" no que diz
respeito à coevolução com animais; Embora a visão de vertebrados seja mais
sensível à luz verde. Os insetos, é claro, têm inúmeras relações coevolutivas
com as plantas, muitas das quais são baseadas na cor floral, por exemplo.
Além de ser importante como fonte de energia, há também muitos aspectos
de desenvolvimento do crescimento das plantas. A presunção é feita de que os
pigmentos fotossintéticos para coleta de energia foram selecionados antes dos
sistemas de sensoriamento de luz para o desenvolvimento. Estudos demonstram que a luz no espectro do verde impulsiona a fixação
de carbono nas folhas (Sun et al., 1998). Sob irradiância equivalente de luz
verde ou vermelha monocromática de banda larga, as taxas de fixação de CO2 para
folhas intactas em uma base areal ou Chl foram semelhantes. A fixação de
carbono sob luz verde é substancialmente maior no mesofilo
esponjoso em comparação com a fixação sob luz vermelha ou azul (Fig.
1). Esses achados ilustram que a luz verde é uma importante fonte de fixação de
carbono no interior das folhas.
Fonte: Nishio (2000)
Tanto o mesofilo paliçádico e esponjoso
contribui significativamente para a fixação de carbono através de folhas
bifaciais. O que também é
importante levar em conta é que a opção de ser ineficiente para absorver a luz
verde não reduziu o enorme sucesso ecológico e evolutivo dos organismos verdes
no ambiente terrestre (aéreo e aquático). A luz é absorvida a uma taxa
muito maior do que a velocidade de qualquer outro processo biológico que
permite incorporar essa energia em moléculas orgânicas. Quando as folhas
estão saturadas... ser ineficiente é uma grande conquista evolutiva, pois reduz
a energia absorvida em excesso e potencial prejudicial para as
membranas. A seleção natural encontrou importantes benefícios evolutivos
na "ineficiência".
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