La energía solar y en concreto la parte del espectro comprendida entre los 400-700 nm (radiación fotosintéticamente activa) es la radiación utilizada en el proceso de la fotosíntesis para la producción vegetal. La fotosíntesis la podemos definir como el proceso por el cual las plantas, algas, cianobacterias y algunas bacterias convierten la energía radiante en energía química estable y es la base de todas las cadenas alimenticias de las que depende la vida animal y humana.
El proceso fotosintético se inicia cuando la luz es absorbida por los pigmentos fotosintéticos que existen en las hojas de las plantas (vamos a referirnos solamente a plantas y dejaremos las algas, cianobacterias y algunas bacterias, para no complicarnos). Estos pigmentos son básicamente clorofila a, b y carotenoides. Parte de la energía que absorben estos pigmentos es transferida como energía de excitación y se emplea para la producción de dos compuestos químicos en la cadena de transporte electrónico fotosintético: ATP y NADPH. Estos dos compuestos químicos son esenciales para transformar el CO2 del aire en azúcares y compuestos orgánicos que constituyen el alimento de la planta.
Sin embargo, no toda la energía absorbida es utilizada para producir estos compuestos. Parte de la energía se disipa como calor, y en menor grado se re-emite como fluorescencia. Esta distribución de la energía en los tres procesos ocurre simultáneamente, de tal forma que el incremento en la eficiencia de uno de ellos, resultará en la disminución de los otros dos. Es por ello, que el estudio de la fluorescencia de la clorofila se considera una herramienta útil para distinguir diferentes efectos en la limitación de la fotosíntesis.
Distribución de la energía luminosa que llega las hojas: fotoquímica, calor y fluorescencia. Fuente: Chlorophyll Fluorescence in Plant Biology. DOI: 10.5772/35111. InTech In book: Biophysics, Chapter: 7, Publisher: InTech, Editors: A.N.MISRA, pp.171-192
En condiciones naturales, in vivo, la emisión de fluorescencia de los sistemas fotosintéticos cambia continuamente siguiendo su adaptación al ambiente cambiante. Diversos factores físicos y químicos de estrés ambiental como temperaturas altas, heladas, sequía, cambios en la intensidad luminosa, salinidad, deficiencias nutrionales,presencia de metales pesados, herbicidas, ozono etc… afectan la función de los sistemas fotosintéticos de manera directa o indirecta, afectando por tanto a la emisión de fluorescencia. Por ello, los cambios de la emisión de la fluorescencia, pueden utilizarse para revelar mecanismos de respuesta, cuantificación de respuestas al estrés e identificación de ciertos contaminantes y sus fuentes. Sin embargo el estrés hídrico es el factor más limitante en el descenso de la tasa fotosintética en ambientes mediterráneos como el nuestro.
El análisis de fluorescencia de la clorofila tiene la ventaja de ser una técnica no destructiva, sencilla y de rápida respuesta. Para ello se utiliza un fluorímetro, un aparato capaz de medir la fluorescencia en muestras vegetales y obtener una serie de parámetros que indican los diferentes fenómenos que ocurren a nivel de los fotosistemas en las hojas.
Fluorímetro de fluorescencia modulada utilizado para evaluar el estado de un cultivo. El aparato consta de un cable de fibra óptica con un sensor, que emite pulsos de luz y capta la fluorescencia emitida por las hojas, y una unidad de control que recibe la información y la procesa.
Los diferentes parámetros de fluorescencia que proporcionan los fluorímetros nos permiten evaluar si la planta en cuestión está sufriendo algún tipo de estrés o pérdida de rendimiento antes de que tenga síntomas visibles.
Por ello, esta técnica, conocida por pocos, tiene un potencial enorme para la evaluación del estado de los cultivos. El principal problema que tiene es el elevado precio de los fluorímetros (los buenos) y la escasez de personas capaces de interpretar los datos que proporcionan.
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