Fotobioloxía

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Saltar ata a navegación Saltar á procura
Ilustración do espectro electromagnético. O espectro visíbel para o ollo humano corresponde ás cores do esquema.
Bandas de absorción de luz por fotorreceptores nos conos e bastonetes da retina do ollo
Curva de McCree da luz diúrna solar
Fungos Panellus stipticus
Diagrama de fosforilación cíclica. Mostra reaccións de luz na membrana tilacoide, con partes do ciclo resaltadas.
Euprymna berryi, lura sepiólida bioluminiscente de Timor Leste
Fototerapia aplicada en ictericia do neonato
Imaxe que amosa a distribución global da fotosíntese, incluíndo tanto a vexetación oceánica (como o fitoplancto) como a terrestre.
Espectro de actividade fotosintética

Fotobioloxía é o estudo científico das interaccións beneficiosas e nocivas da luz (tecnicamente, radiación non-ionizante) en organismos viventes.[1] O campo inclúe o estudo de fotofísica ou fotobiofísica, fotoquímica ou fotobioquímica, fotosíntese, fotomorfoxénese, procesamento visual, ritmos circadianos, fotomovemento, bioluminescencia, e efectos de radiación ultravioleta.[2]

A división entre radiación ionizante e radiación non ionizante normalmente considérase unha enerxía de fotón superior a 10 eV,[3] que corresponde aproximadamente á primeira enerxía de ionización do osíxeno e á enerxía de ionización do hidróxeno, a uns 14 eV.[4]

Cando os fotóns entran en contacto con moléculas, estas poden absorber a enerxía dos fotóns e excitarse. Despois poden reaccionar con moléculas ao seu redor e estimular cambios "fotoquímicos " e "fotofísicos" das estruturas moleculares.[1]

Fotofísica[editar | editar a fonte]

A fotofísica[5] é a área da fotobioloxía que se centra nas interaccións físicas da luz e da materia. Cando as moléculas absorben fotóns que coinciden cos seus requirimentos enerxéticos, promoven un electrón de valencia dun estado fundamental a un estado excitado e fanse moito máis reactivos. Este é un proceso extremadamente rápido, pero moi importante para diferentes procesos.[5]

Fotoquímica[editar | editar a fonte]

A área da fotobioloxía[6] coñecida como fótoquímica estuda a reactividade dunha molécula cando absorbe a enerxía que procede da luz. Tamén estuda o que ocorre con esta enerxía, podería desprenderse como calor ou fluorescencia polo que a molécula volve ao estado fundamental.

Hai tres leis básicas da fotoquímica:

  1. Primeira Lei da Fotoquímica: esta lei explica que para que poida ocorrer a fotoquímica hai que absorber a luz.
  2. Segunda Lei da Fotoquímica: esta lei explica que só se activará unha molécula por cada fotón que se absorba.
  3. Lei de Bunsen-Roscoe da Reciprocidade: esta lei explica que a enerxía nos produtos finais dunha reacción fotoquímica será directamente proporcional á enerxía total que foi absorbida inicialmente polo sistema.

Fotobioloxía vexetal[editar | editar a fonte]

O crecemento e desenvolvemento das plantas depende moito da luz. A fotosíntese é un dos procesos bioquímicos máis importantes para a vida na terra e é posible só debido á capacidade das plantas para usar a enerxía dos fotóns e convertela en moléculas como NADPH e ATP, para despois fixar o dióxido de carbono e convertelo en azucres. As plantas poden usalas para o seu crecemento e desenvolvemento.[7] Pero a fotosíntese non é o único proceso vexetal impulsado pola luz, outros procesos como a fotomorfoloxía e o fotoperíodo das plantas son extremadamente importantes para a regulación do crecemento vexetativo e reprodutivo, así como para a produción de metabolitos secundarios das plantas.[8]

Fotosíntese[editar | editar a fonte]

A fotosíntese defínese como unha serie de reaccións bioquímicas que realizan as células fototróficas para transformar a enerxía da luz en enerxía química e almacenala en enlaces carbono-carbono dos hidratos de carbono.[9] Como é ben coñecido, este proceso ocorre dentro do cloroplasto das células vexetais fotosintéticas onde se poden atopar pigmentos absorbentes de luz incrustados nas membranas das estruturas chamadas tilacoides. Hai 2 pigmentos principais presentes nos fotosistemas das plantas superiores: clorofila (a ou b) e carotenos.[7] Estes pigmentos están organizados para maximizar a recepción e transferencia de luz, e absorben lonxitudes de onda específicas para ampliar a cantidade de luz que se pode capturar e usar para as reaccións foto-redox.

Radiación fotosintéticamente activa (Photosynthetically Active Radiation, PAR)[editar | editar a fonte]

Debido á cantidade limitada de pigmentos nas células fotosintéticas das plantas, hai un rango limitado de lonxitudes de onda que as plantas poden usar para realizar a fotosíntese. Este rango chámase "Radiación Fotosintéticamente Activa" (PAR, polas siglas en inglés)". Este rango é interesantemente case o mesmo que o espectro visible humano e esténdese en lonxitudes de onda de aproximadamente 400-700 nm.[10] A PAR mídese en μmol s-1 m-2 e mide a velocidade e a intensidade da luz radiante en termos de micro-moles por unidade de superficie e tempo que as plantas poden empregar para a fotosíntese.[11]

Fotomorfoxénese[editar | editar a fonte]

Este proceso refírese ao desenvolvemento da morfoloxía dos seres vivos en interacción coa luz; en particular o desenvolvemento da morfoloxía das plantas mediada pola luz é controlada por 5 fotorreceptores distintos: UVR8, Criptocromo, Fototropina, Fitocromo r e Fitocromo fr.[12] A luz pode controlar procesos morfoxénicos como o tamaño das follas e o alongamento do brote.

Diferentes lonxitudes de onda de luz producen diferentes cambios nas plantas.[13] A luz infravermella, por exemplo, regula o crecemento do tallo e o enderezamento dos brotes de plántulas que saen do chan.[14] Algúns estudos tamén afirman que a luz vermella e infravermella aumenta a masa de enraizamento dos tomates[15], así como a porcentaxe de enraizamento das vides.[16] Por outra banda, a luz azul e UV regulan a xerminación e o alongamento da planta, así como outros procesos fisiolóxicos como o control estomático[17] e as respostas ao estrés ambiental.[18] Finalmente, críase que a luz verde non estaba bio-dispoñíbel para as plantas debido á falta de pigmentos que absorberan esta luz. Non obstante, no 2004 comprobouse que a luz verde pode influír na actividade estomática, o alongamento do talo das plantas novas e a expansión das follas.[19]

Metabolitos vexetais secundarios[editar | editar a fonte]

Estes compostos son produtos químicos que as plantas producen como parte dos seus procesos bioquímicos e axúdanlles a realizar certas funcións, así como a protexérense de diferentes factores ambientais. Neste caso, algúns metabolitos como as antocianinas, flavonoides e carotenos poden acumularse nos tecidos vexetais para protexelos da radiación UV e dunha intensidade de luz moi alta.[20]

Fotobiólogos[editar | editar a fonte]

  • Thomas Patrick Coohill, ex presidente da American Society for Photobiology
  • Harold F. Blum, que explorou o cancro de pel inducido pola luz solar

Notas[editar | editar a fonte]

  1. 1,0 1,1 . 2014 http://www.photobiology.info/introduction.html.  Falta o |title= (Axuda) Erro no código da cita: Etiqueta <ref> non válida; o nome ":2" está definido varias veces con contidos diferentes
  2. . ISBN 9781461580614 https://books.google.com/?id=EGfSBwAAQBAJ&pg=PA2&dq=photobiology#v=onepage&q=photobiology&f=false.  Falta o |title= (Axuda)
  3. Jerry L. Ulcek (Agosto 1999). (PDF) http://transition.fcc.gov/Bureaus/Engineering_Technology/Documents/bulletins/oet56/oet56e4.pdf.  Falta o |title= (Axuda)
  4. . 2000 http://www.chemguide.co.uk/atoms/properties/ies.html.  Falta o |title= (Axuda)
  5. 5,0 5,1 http://photobiology.info/Visser-Rolinski.html. Consultado o 2019-11-24.  Falta o |title= (Axuda) Erro no código da cita: Etiqueta <ref> non válida; o nome ":3" está definido varias veces con contidos diferentes
  6. http://photobiology.info/Photochem.html. Consultado o 2019-11-24.  Falta o |title= (Axuda)
  7. 7,0 7,1 10. 2019-03-29. ISSN 1664-462X. doi:10.3389/fpls.2019.00296.  Falta o |title= (Axuda); Erro no código da cita: Etiqueta <ref> non válida; o nome ":1" está definido varias veces con contidos diferentes
  8. 43. Decembro 2008: 2243–2244. ISSN 0018-5345. doi:10.21273/hortsci.43.7.2243.  Falta o |title= (Axuda);
  9. . 2018. ISBN 9781605357072. OCLC 1085300153.  Falta o |title= (Axuda)
  10. 9. Xaneiro 1971: 191–216. ISSN 0002-1571. doi:10.1016/0002-1571(71)90022-7.  Falta o |title= (Axuda)
  11. 83. Decembro 1991: 702–708. ISSN 0031-9317. doi:10.1034/j.1399-3054.1991.830426.x.  Falta o |title= (Axuda)
  12. 50. Setembro 2015: 1281–1284. ISSN 0018-5345. doi:10.21273/hortsci.50.9.1281.  Falta o |title= (Axuda);
  13. https://g2voptics.com/photobiology/.  Falta o |title= (Axuda)
  14. 7. Novembro 1995: 1749. ISSN 1040-4651. JSTOR 3870184. doi:10.2307/3870184.  Falta o |title= (Axuda)
  15. 55. Febreiro 2014: 27–35. ISSN 2211-3452. doi:10.1007/s13580-014-0115-5.  Falta o |title= (Axuda)
  16. 92. 2007-11-30: 147–153. ISSN 0167-6857. doi:10.1007/s11240-007-9317-1.  Falta o |title= (Axuda)
  17. 161. Maio 1984: 129–136. ISSN 0032-0935. doi:10.1007/bf00395472.  Falta o |title= (Axuda)
  18. 48. 1997: 1407–1413. ISSN 0022-0957. doi:10.1093/jxb/48.7.1407.  Falta o |title= (Axuda);
  19. . Xullo 2004. OCLC 678171603.  Falta o |title= (Axuda)
  20. . 2014-11-22. ISBN 978-94-017-9032-1. OCLC 1058692723.  Falta o |title= (Axuda)

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]