Nutrición fotosintética para la salud y la vida

Los organismos vivos experimentan continuamente reacciones químicas que dan lugar a cambios de energía en sus cuerpos. Todas estas reacciones y cambios se denominan metabolismo. Básicamente, el metabolismo consiste en dos procesos, la síntesis o acumulación de sustancias corporales complejas a partir de componentes y energía más simples, y la descomposición o descomposición de estas sustancias y energía complejas. El primer proceso se conoce como anabolismo y el segundo como catabolismo.

Una de las principales características de los organismos vivos es la capacidad de alimentarse. Esto se conoce como nutrición. La nutrición es, por tanto, el proceso de adquisición de energía y materiales para el metabolismo celular, incluido el mantenimiento y la reparación de las células y el crecimiento. En los organismos vivos, la nutrición es una serie compleja de procesos tanto anabólicos como catabólicos por medio de los cuales los materiales alimenticios que ingresan al cuerpo se convierten en sustancias corporales complejas (principalmente para el crecimiento) y energía (para el trabajo). En los animales, los alimentos que ingieren suelen estar en forma de compuestos complejos e insolubles. Estos se descomponen en compuestos más simples, que pueden ser absorbidos por las células. En las plantas, los materiales alimenticios complejos son primero sintetizados por las células vegetales y luego distribuidos a todas las partes del cuerpo de la planta. Aquí, se convierten en formas solubles más simples, que se pueden absorber en el protoplasma de cada célula. Las materias primas necesarias para la síntesis de estos complejos materiales alimenticios se obtienen del aire y del suelo en el entorno de la planta.

Todos los organismos vivos que no pueden proporcionar su propio suministro de energía mediante la fotosíntesis o la quimiosíntesis se conocen como heteroestrofas u organismos heteroestróficos. Heteroestrófico significa alimentarse de los demás. Todos los animales son heteroestrofas. Otros organismos, como muchos tipos de bacterias, algunas plantas con flores y todos los hongos, utilizan este método de nutrición. La forma en que las heterofasfas obtienen su alimento varía considerablemente. Sin embargo, la forma en que los alimentos se procesan en forma utilizable dentro del cuerpo es muy similar en la mayoría de ellos. Pero todas las plantas verdes poseen la capacidad de fabricar carbohidratos a partir de ciertas materias primas obtenidas del aire y del suelo. Esta capacidad es importante no solo para las plantas en sí, sino también para los animales, incluido el hombre, que dependen directa o indirectamente de las plantas para alimentarse.

La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas fabrican sus alimentos mediante el uso de la energía del sol y las materias primas disponibles. Es la fabricación de carbohidratos en plantas. Tiene lugar en las células de clorofilas (es decir, verdes) de hojas y tallos únicamente. Estas células verdes contienen cloroplastos, que son esenciales para la síntesis de alimentos. Por tanto, todas las materias primas necesarias para la fotosíntesis, a saber, el agua y las sales minerales del suelo y el dióxido de carbono de la atmósfera, deben transportarse a las células de las clorofilas, que son más abundantes en las hojas.

Los poros diminutos, o estomas, que suelen aparecer en mayor número en las superficies inferiores de la mayoría de las hojas, permiten que los gases de la atmósfera pasen a los tejidos internos. Un estoma es una célula epidérmica de forma ovalada conocida como células de guarda. Cada estoma es en realidad la apertura de una cámara de aire subestoma. Este es un gran espacio de aire intercelular, que se encuentra adyacente al estoma. Es continuo con otros espacios de aire intercelulares que se encuentran dentro de la hoja. El tamaño de cada poro de los estomas depende de la curvatura de las células protectoras que lo flanquean. Cuando las células de guarda están llenas de agua, se hinchan o se ponen turgentes y, en consecuencia, se abre el poro. Sin embargo, cuando el nivel del agua es bajo, se vuelven blandos o flácidos y, como resultado, se colapsan y los poros se cierran. Cuando el estoma está abierto, el aire entra en la cámara de los subestomas y se difunde por todo el aire intercelular que se disuelve en el agua, que rodea las células. Esta solución de dióxido de carbono luego se difunde en las células de la hoja, particularmente en las células en empalizada. Aquí, los cloroplastos lo utilizan para la fotosíntesis.

El agua que transporta sales minerales disueltas como los fosfatos, cloruros y bicarbonatos de sodio, potasio, calcio, hierro y magnesio, es absorbida del suelo por las raíces. Esta agua del suelo ingresa a los pelos de las raíces mediante un proceso llamado ósmosis, el movimiento de la molécula de agua desde una región de menor concentración a una región de mayor concentración a través de una membrana semipermeable. Luego se conduce hacia arriba desde las raíces, a través del tallo hasta las hojas por el tejido del xilema. Se transporta a todas las células, a través de la vena y sus ramas.

Los cloroplastos contienen el pigmento verde (clorofila) que le da color a las plantas y es capaz de absorber la energía luminosa de la luz solar. Esta energía se utiliza para uno de los primeros pasos esenciales en la fotosíntesis; a saber, la división de la molécula de agua en oxígeno e hidrógeno. Este oxígeno se libera a la atmósfera. Los componentes de hidrógeno que se utilizan también reducen el dióxido de carbono, en una serie de enzimas y reacciones que consumen energía, para formar compuestos orgánicos complejos como azúcares y almidones.

Durante la fotosíntesis, los compuestos de alta energía continua, como los carbohidratos, se sintetizan a partir de compuestos que contienen poca energía, como el dióxido de carbono y el agua, en presencia de luz solar y clorofila. Como la energía solar es necesaria para la fotosíntesis, el proceso no puede ocurrir durante la noche debido a la ausencia de luz solar. Los productos finales de la fotosíntesis son los carbohidratos y el oxígeno. El primero se distribuye a todas las partes de la planta. Este último se emite como un gas a través de los estomas de regreso a la atmósfera a cambio del dióxido de carbono que fue absorbido. La ocurrencia de la fotosíntesis en las hojas verdes puede demostrarse mediante experimentos que muestran la absorción de dióxido de carbono, agua y energía por el hojas, y la producción de oxígeno y carbohidratos. Se pueden realizar experimentos sencillos para demostrar la emisión de oxígeno por las plantas verdes, la formación de carbohidratos (es decir, almidón) en las hojas y los requisitos de dióxido de carbono, luz solar y clorofila para la formación de almidón en las hojas verdes.

Los experimentos en fisiología implican la colocación de materiales biológicos como plantas y animales o partes de plantas y animales en condiciones inusuales, por ejemplo, frascos, jaulas o cajas. Si se configura un experimento para mostrar los efectos producidos por la ausencia de dióxido de carbono durante el proceso fotosintético, entonces se puede argumentar que el resultado obtenido de dicho experimento se debe en parte a la colocación del material biológico en condiciones experimentales no naturales. , por tanto, necesario poner en marcha dos experimentos casi idénticos; uno se coloca en condiciones normales (el experimento de control) donde están presentes todos los factores necesarios para la fotosíntesis, mientras que el otro (el experimento de prueba) se coloca en una condición en la que un solo factor se elimina o varía mientras todos los demás factores están presentes. Esto permite al experimentador estar seguro de que el resultado mostrado por su experimento de prueba se debe al factor eliminado o variado y no a la configuración experimentada. Así, el experimento de control sirve como guía para asegurar que la conclusión obtenida por el experimento de prueba no sea una falacia.

Después de ciertos experimentos adecuados, la observación muestra claramente que el oxígeno se libera solo cuando ocurre la fotosíntesis, es decir, durante el día. No se puede formar almidón si no hay luz solar, aunque pueden estar presentes todos los demás factores esenciales, como agua, dióxido de carbono y clorofila.

La fotosíntesis, el componente básico de la nutrición, la unidad de una vida sana, ha jugado y está jugando un papel esencial para los organismos vivos. Las complejas estructuras celulares de las plantas se forman a partir del producto principal de la fotosíntesis, es decir, un carbohidrato simple como la glucosa. En esta etapa, debe tenerse en cuenta que, aunque se ha puesto mucho énfasis en la fotosíntesis, el proceso de síntesis de proteínas es tan importante como el primero. Durante la síntesis de proteínas, los compuestos nitrogenados absorbidos por las plantas y, en ciertos casos, el fósforo y otros elementos, se combinan con la glucosa para formar las diversas proteínas vegetales.

Además de contribuir a la síntesis de proteínas vegetales, la glucosa también es importante porque puede transformarse en grasas y aceites después de una serie de reacciones químicas. También es el producto principal a partir del cual se forman otros compuestos orgánicos.

No se puede dejar de enfatizar la importancia de la fotosíntesis en todos los ciclos alimentarios. Los animales son incapaces de hacer uso de la energía del sol para sintetizar compuestos ricos en energía a partir de sustancias simples y fácilmente disponibles como el agua y el dióxido de carbono que se encuentran en la atmósfera que nos rodea, más bien los rayos ultravioleta del sol provocan algunos en el cuerpo vivo; la melanina y la queratina afecta el color y la fuerza de la piel de los animales, y algunos daños internos. De los rayos, por lo tanto, es una suerte que las plantas tengan la capacidad de utilizar la energía proporcionada por la luz solar para sintetizar y almacenar compuestos ricos en energía de los que, en última instancia, dependen todas las formas de vida animal.

Para sobrevivir, el hombre no solo come productos vegetales como frutas, verduras y cereales, sino también animales como ganado y pescado. El ganado y otros animales herbívoros dependen completamente de la vida vegetal para su existencia. Si bien ciertos peces son herbívoros, otros tienen una dieta mixta y un gran número son completamente carnívoros. Los animales carnívoros dependen indirectamente de las plantas para ganarse la vida. Su dieta inmediata consiste en animales más pequeños que ellos mismos deben alimentarse, si no en su totalidad, en parte, de plantas. La fotosíntesis es el primer paso en todos los ciclos alimentarios.

Durante el proceso de fotosíntesis, el dióxido de carbono se elimina de la atmósfera y se le agrega oxígeno. Si este proceso de purificación no existiera en la naturaleza, pronto la atmósfera se saturaría con el dióxido de carbono que se desprende durante la respiración de animales y plantas y durante la descomposición de la materia orgánica, de modo que toda la vida se detendría gradualmente. Sin fotosíntesis, no habrá nutrición. Y si no hay nutrición, los seres vivos no existirán. Y si no hay seres vivos en la tierra, la tierra todavía estará desordenada y completamente vacía. No habrá nada para que los seres vivos funcionen si la fotosíntesis no corteja. Me pregunto cuál será el destino de los seres vivos hoy o en algún momento, cuando la fotosíntesis se detenga.

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