Hipótesis Autotrofos
Varias circunstancias permitieron la aparición y el desarrollo de organismos autótrofos, entre ellos tenemos:
A.- Iniciación de la Fotosíntesis
A medida que los organismos primitivos se multiplicaban, las sustancias orgánicas en los mares primitivos disminuían. La competencia se hacía cada vez más fuerte. La síntesis orgánica, que probablemente continuaba produciéndose en la atmósfera, era demasiado lenta para restablecer el equilibrio en el consumo de reservas energéticas de los mares.
Bajo esas condiciones, cualquier variación que permitiera a un organismo avanzar hacia la fabricación de su propio alimento lo favorecía. Se supone que alguna variación permitió a ciertos organismos utilizar la energía solar.
Esta síntesis es posible por el hecho de que el CO2 procedente de la fermentación aparece en gran cantidad y se disuelve con el agua. Esta molécula sencilla (CO2) representa un elemento de construcción en la formación de compuestos más complejos.
La aparición de los organismos autótrofos se hace posible por las variaciones y por la selección natural. Se supone que los primeros organismos capaces de utilizar la energía solar debieron actuar en parte como heterótrofos, tomando los compuestos orgánicos del medio para obtener energía, y en parte como autótrofos, elaborando compuestos orgánicos con la energía celular.
Todos los organismos que requieren de la luz solar para formar compuestos orgánicos reciben el nombre de fotosintéticos y, como interviene la clorofila, se les denomina clorofilianos. Los organismos autótrofos debieron parecerse a ciertas bacterias actuales que presentan estructuras celulares simples y que obtienen la energía de las sustancias orgánicas o de la luz solar para su metabolismo.
La Fotosíntesis
La fotosíntesis modifica irreversiblemente el medio ambiente con la producción de oxígeno, que es un subproducto de la misma. La aparición del oxígeno modificaría radicalmente las condiciones de vida.
Formación de la Capa de Ozono
Se cree que esta etapa pudo formarse antes de la aparición de los organismos fotosintéticos por la lenta acumulación del oxígeno proveniente de la fotodisociación del vapor de agua.
Esta capa, al retener los rayos ultravioletas, paraliza la formación sintética de los compuestos orgánicos. Los organismos capaces de fabricar sus propios alimentos están en ventaja. Esta capa de ozono permitió que los organismos conquistaran la tierra y el aire. Los organismos ya no dependen de las sustancias acumuladas en los mares durante años, son ya autónomos.
FOTOSÍNTESIS
Fue como una consecuencia de una etapa superior y retroceso evolutivo. Los organismos podían fabricar los azúcares a base de CO2, H2O y energía solar; no tenían necesidad de seguir dependiendo de las sustancias orgánicas almacenadas en los mares, ellos ya estaban capacitados para realizar la síntesis orgánica y, mediante la fermentación, podían producir la energía necesaria para la síntesis. Sin embargo, la fermentación es poco eficaz ya que, además de dejar sin utilizar gran parte de la energía potencial contenida en los compuestos orgánicos, produce una serie de subproductos los cuales, en el agua, son neutralizados, pero para los organismos que tuviesen que vivir en tierra y aire, estas sustancias constituyen un peligro constante.
La fotosíntesis es una reacción de óxido-reducción entre el CO2 y el H2O bajo la acción de la luz solar como fuente de energía y en presencia de la clorofila como catalizador.
Fase Oscura
En la fase luminosa se liberó oxígeno proveniente de la ionización del agua y el hidrógeno servirá para reducir el CO2 y, con la ayuda de ATP y del NADPH2, formará las sustancias de reserva de las plantas. Todas estas reacciones se realizan independientemente de la luz, de ahí el nombre de fase oscura.
Proceso
La ribulosa fosfato entra a las reacciones de oscuridad para ser activada por el ATP y forma la ribulosa difosfato. La ribulosa difosfato reacciona con el CO2 para formar una molécula de azúcar de 6 átomos de carbono que, a su vez, se rompe para formar 2 compuestos de PGA, un compuesto de 3 átomos de carbono. En el siguiente paso, el PGA se reduce con el NADPH2 para formar la molécula de 3 átomos de carbono PGAL. Se forman así 6 moléculas de PGAL, de las cuales 5 se usan para formar de nuevo 3 moléculas de ribulosa fosfato y se comienza el ciclo de nuevo.
Factores que Influyen en la Fotosíntesis
a.- Presencia de la Luz Solar
A medida que aumenta la intensidad de la luz, se acelera el proceso fotosintético hasta llegar a una intensidad óptima, luego comienza a descender el proceso.
b.- Concentración de CO2
Los vegetales que viven en un medio no contaminado, donde se supone que el contenido normal de CO2 es aproximadamente de 0,04% del volumen de aire, llega a su óptimo en la fotosíntesis en concentración de 0,17% a 0,18%. Si aumenta la concentración de CO2, la fotosíntesis disminuye su intensidad.
c.- Efecto de la Temperatura
Las reacciones fotosintéticas se activan con la temperatura hasta llegar a su punto óptimo; al seguir aumentando, disminuye.
d.- Concentración de Humedad
La humedad puede influir en la dilatación de los estomas, por donde se llevan a cabo los intercambios de gases entre la planta y el medio externo.
Fase Luminosa
El primer paso de la fotosíntesis es la absorción de la luz por la clorofila. De esta capacidad de absorción depende la eficacia de la fotosíntesis.