energía de la luz
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Créditos de las imagenes: Sharon Tzur, Technion spokesperson’s office.
Las plantas convierten la luz en una forma de energía que pueden usar, una molécula llamada trifosfato de adenosina (ATP), a través de la fotosíntesis. Este es un proceso complejo que también produce azúcar, que la planta puede usar para obtener energía más adelante y oxígeno.
Algunas bacterias que viven en las capas expuestas de luz de fuentes de agua también pueden convertir la luz en ATP, pero el proceso que usan es más simple y menos eficiente que la fotosíntesis.
No obstante, investigadores de Israel ahora encuentran que este proceso no es tan sencillo y limitado como se pensaba anteriormente.
Las rodopsinas son las bombas de protones impulsadas por la luz que las bacterias emplean para producir ATP.
Mientras que la fotosíntesis es un proceso que involucra múltiples etapas y proteínas, la rodopsina realiza todo en sí.
No es más eficiente, sino que es la diferencia entre un taller medieval y una fábrica moderna.
Las rodopsinas son activadas por una molécula llamada «retina», que absorbe la luz.
Específicamente, en estas proteínas, la retina absorbe la luz verde.
Una molécula diferente, una «antena» carotenoide, puede permitirle absorber la luz azul también, aumentando la cantidad de energía que la rodopsina puede producir.
Sin embargo, estas antenas hasta ahora se han encontrado solo en dos especies de bacterias raras, mientras que la mitad de las bacterias que viven en las superficies del océano y lagos contienen un gen de rodopsina.
Al estudiante Ariel Chazan, que trabaja bajo la supervisión del profesor Oded Béjà, esto le parecía extraño.
Ser capaz de absorber la luz en el rango azul es ventajoso, ya que la luz azul penetra más profundamente en el agua.
Y los carotenoides están ampliamente disponibles en la naturaleza.
¿Podría ser que una herramienta útil estaría por ahí, y ninguna bacteria lo recogería?
Chazan planteó la hipótesis de que, más bien, las antenas utilizadas por muchas bacterias aún no se han descubierto.
Y se propuso encontrarlos.
¿Cómo encuentras una molécula sin saber qué estás buscando exactamente?
Chazan fue a pescar. Recolectó agua del lago Kinneret y aisló las bombas de protones de rodopsina conocidas.
Luego los usó como cebo para pescar antenas potenciales en la misma agua.
Las moléculas que se unieron a las rodopsinas y aumentaron su salida de energía bajo la luz azul fueron las que estaba buscando.
Encontró muchas.
Muchas variantes de moléculas con las que los científicos no habían estado familiarizados en el contexto de rodopsinas, y que los microbios aparentemente estaban utilizando para generar más energía a partir de la luz a la que estaban expuestos.
Una cosa es que ocurra algo en Kinneret. Pero si ocurre lo mismo en los océanos en todo el mundo, eso es innovador. Chazan procedió a realizar los mismos experimentos en el océano.
También estaba trabajando para probar algo más: que las moléculas que encontró eran antenas de rodopsina efectivas no solo en un tubo de ensayo, sino también dentro de las células vivas.
Todos los experimentos resultaron positivos.
“Este es un nuevo conocimiento sobre los principales productores de la Tierra: los organismos que producen energías disponibles para los seres vivos de fuentes de energía inorgánica.
Otros organismos los comen y, por lo tanto, usan la energía que ya está en el sistema.
Entonces, descubrimos que está entrando más energía en la cadena alimentaria de lo que se sabía anteriormente”, dijo Chazan, explicando la importancia de su descubrimiento.
La comunidad científica está de acuerdo en que este estudio tiene implicaciones de largo alcance, y recientemente se publicó en Nature.
El trabajo fue realizado por un equipo internacional, incluidos grupos de Japón, España e Israel. La metodología de «pesca» que Chazan usó es antigua, casi anticuada.
«La gente era un poco escéptica cuando lo propuse», dijo.
«Pero me gusta aplicar las técnicas existentes de formas que no se usaban antes. No debemos olvidar las herramientas antiguas solo porque hay algo más nuevo en nuestra caja de herramientas.
Salir al campo, ver lo que la naturaleza nos da, requiere más esfuerzo que ordenar kits limpios producidos industrialmente y hacer todo en el laboratorio.
Pero esos kits estériles están más lejos de la naturaleza que deseamos estudiar, y las cosas se pierden en la transición «.