FOTOSINTESIS

La fotosíntesis es la conversión de energía luminosa en energía química estable, siendo el adenosín trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química. Con posterioridad, el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe de tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica (imprescindible para la constitución de los seres vivos) partiendo de la luz y la materia inorgánica. De hecho, cada año los organismos fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100.000 millones de toneladas de carbono.

Los orgánulos citoplasmáticos encargados de la realización de la fotosíntesis son los cloroplastos, unas estructuras polimorfas y de color verde (esta coloración es debida a la presencia del pigmento clorofila) propias de las células vegetales. En el interior de estos orgánulos se halla una cámara que contiene un medio interno llamado estroma, que alberga diversos componentes, entre los que cabe destacar enzimas encargadas de la transformación del dióxido de carbono en materia orgánica y unos sáculos aplastados denominados tilacoides o lamelas, cuya membrana contiene pigmentos fotosintéticos. En términos medios, una célula foliar tiene entre cincuenta y sesenta cloroplastos en su interior.

Los organismos que tienen la capacidad de llevar a cabo la fotosíntesis son llamados fotoautótrofos (otra nomenclatura posible es la de autótrofos, pero se debe tener en cuenta que bajo esta denominación también se engloban aquellas bacterias que realizan la quimiosíntesis) y fijan el CO2 atmosférico. En la actualidad se diferencian dos tipos de procesos fotosintéticos, que son la fotosíntesis oxigénica y la fotosíntesis anoxigénica. La primera de las modalidades es la propia de las plantas superiores, las algas y las cianobacterias, donde el dador de electrones es el agua y, como consecuencia, se desprende oxígeno. Mientras que la segunda, también conocida con el nombre de fotosíntesis bacteriana, la realizan las bacterias purpúreas y verdes del azufre, en las que en dador de electrones es el sulfuro de hidrógeno, y consecuentemente, el elemento químico liberado no será oxígeno sino azufre, que puede ser acumulado en el interior de la bacteria, o en su defecto, expulsado al agua.

A comienzos del año 2009, se publicó un artículo en la revista Nature Geoscience en el que científicos norteamericanos daban a conocer el hallazgo de pequeños cristales de hematita (en Cratón de Pilbara, en el noroeste de Australia), un mineral de hierro que data de la época del eón Arcaico, demostrando la existencia de agua rica en oxígeno y consecuentemente, de organismos fotosintetizadores capaces de producirlo. Gracias al estudio realizado, se ha llegado a la conclusión de la existencia de fotosíntesis oxigénica y de la oxigenación de la atmósfera y de los océanos hace más de 3.460 millones de años, así como también se deduce la existencia de un número considerable de organismos capaces de llevar a cabo la fotosíntesis para oxigenar la masa de agua mencionada, aunque sólo fuese de manera ocasional.

ATMOSFERA PRIMITIVA TERRESTRE

Para comprender cómo comenzaron los procesos atmosféricos en la Tierra además de saber cómo se formó el planeta debemos de saber cómo era la atmósfera primigenia y cómo se comportaba el vapor de agua en ella. Los datos sobre sedimentos y rocas muy antiguas sugieren que la Tierra tenía una atmósfera diferente a la que actualmente presenta, que es rica en nitrógeno y oxígeno. Hay un consenso que la atmósfera primigenia no contenía oxígeno libre. Sin embargo, ha habido mucha controversia sobre la naturaleza de sus componentes. Dentro de los estudios sobre evolución química, el conocimiento sobre la naturaleza de la atmósfera primitiva es uno de los aspectos más importantes, ya que esa atmósfera proporcionó la materia prima para llevar a cabo la síntesis de compuestos más complejos. En la actualidad se piensa que gases tales como nitrógeno, vapor de agua y dióxido de carbono eran los principales componentes de la atmósfera primitiva y le dan un carácter neutro, y un color rojo al cielo.

En una primera aproximación podemos decir que la atmósfera terrestre comenzó a formarse hace unos 4.600 millones de años con el nacimiento de la Tierra. La mayor parte de la atmósfera primitiva se perdería en el espacio, pero nuevos gases y vapor de agua se fueron liberando de las rocas que forman nuestro planeta. El vapor de agua procedía de la evaporación del agua terrestre. La primera hipótesis es que la atmósfera de las primeras épocas de la historia de la Tierra estaría formada por vapor de agua, dióxido de carbono (CO2) y nitrógeno, junto a muy pequeñas cantidades de hidrógeno (H2) y monóxido de carbono (CO) pero con ausencia de oxígeno. Era una atmósfera ligeramente reductora ya que la tendencia sería a que el oxígeno se fijase en diferentes compuestos. Sería, pues, una atmósfera con, tan sólo, trazas de oxígeno.
¿Es necesaria una atmósfera sin oxígeno para que aparezca la vida? Parece ser que sí. Hay dos factores que impiden el origen de la vida en la Tierra de hoy. Primero, si se formara una sustancia química compleja en la Tierra presente, es probable que fuera comida por algún animal o planta microscópica. El segundo peligro para la evolución química hoy en día es el oxígeno de la atmósfera. Así como un pedazo de hierro se enmohece (oxida) si se deja sin protección en nuestra atmósfera, también las complejas sustancias químicas biológicas necesarias para el origen de la vida se oxidarán si se dejan solas. La oxidación de estas sustancias químicas las descompone y las inutiliza para la evolución posterior de la vida.

Cualquier teoría seria sobre la formación de la atmósfera implica conocer las condiciones que deben haber llevado a la acumulación de una atmósfera de gas alrededor de cualquier cuerpo celeste con suficiente masa para sostenerla. Para William Rubey, en su clásico artículo «Desarrollo de la hidrosfera y la atmósfera», hay varias razones para su hipótesis acerca de la composición de la primera atmósfera. «Las razones que han llevado a estos escritores a considerar el metano o el amoníaco, o ambos, como constituyentes principales de la atmósfera primitiva, son, posiblemente, varias, pero entre ellas puede estar una o más de las siguientes: Primero, sabemos que el hidrógeno y el helio exceden grandemente en abundancia a todos los demás elementos químicos. Si el hidrógeno fue en alguna época muy abundante en la atmósfera de la Tierra, entonces el metano y el amoníaco, y no el dióxido de carbono ni el nitrógeno, debieron haber sido los gases predominantes. Una segunda consideración es el hecho de que el metano y el amoníaco son los gases más abundantes en las atmósferas de los otros planetas principales. Tercero, la hipótesis de Oparin (1938) y Horowitz (1945) es muy atractiva para los científicos de muchos campos especializados. El postulado es que antes que el ozono se convirtiera en constituyente importante de la atmósfera de la Tierra, se sintetizaron compuestos orgánicos complejos por medio de los procesos fotoquímicos; que así se originaron las formas más primitivas de vida; y que estas primeras moléculas, que se duplicaban solas, evolucionaron hacia organismos más especializados al consumir la provisión de compuestos orgánicos formados anteriormente. Finalmente, Miller (1953) ha logrado sintetizar dos aminoácidos al pasar una descarga eléctrica (cuyos efectos se compararían a los del rayo) a través de una mezcla de vapor y agua, metano, amoníaco e hidrógeno.

Así pues, la evolución de la atmósfera puede dividirse en varias etapas: En las primeras fases de su existencia, su naturaleza fue determinada por los procesos fundamentales implicados en la formación y evolución primitivas del planeta. En la base de todos estos procesos está la posición de la Tierra dentro del sistema solar, la distancia de la Tierra al Sol y su temperatura de equilibrio. El calor derivado de los procesos que formaron la Tierra sólida causaron el escape de gases de esos elementos que están en la superficie de la Tierra, o cerca de ella, que más fácilmente se evaporaban.

Sin embargo, hay otros autores que opinan que la atmósfera primigenia contenía nitrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, vapor de agua, hidrógeno y gases inertes, componiendo la nube original de polvo cósmico y gas. El vigoroso viento solar puede haberse llevado la mayor parte de esta atmósfera primitiva durante los primeros 1.000 millones de años de vida de la Tierra. A medida que la Tierra se solidificaba, la pérdida de gases de la parte interna más caliente dio lugar al comienzo de la formación de la atmósfera de los días presentes, dominada por el nitrógeno, el oxígeno, el argón y el dióxido de carbono.

ARQUEOBACTERIAS Y CIANOBACTERIAS

Las arqueobacterias son microorganismos unicelulares. Al igual que las bacterias, las archaea carecen de núcleo y son por tanto procariontes. Sin embargo, las diferencias a nivel molecular entre archaeas y bacterias son tan fundamentales que se las clasifica en grupos distintos. De hecho, estas diferencias son mayores de las que hay, por ejemplo, entre una planta y un animal. Actualmente se considera que las archaea están filogenéticamente más próximas a los eucariontes que a las bacterias. Las cianobacterias son un filo del reino Bacteria (único del dominio del mismo nombre) que comprende las bacterias capaces de realizar fotosíntesis oxigénica y, en algún sentido, a sus descendientes por endosimbiosis, los plastos. Son los únicos procariotas que llevan a cabo ese tipo de fotosíntesis, por ello también se les denomina oxifotobacterias (Oxyphotobacteria).

POSICION DE LA TIERRA EN EL SISTEMA SOLAR

La Tierra es el tercer planeta desde el Sol, el quinto más grande de todos los planetas del Sistema Solar y el más denso de todos, respecto a su tamaño. Se desplaza en una trayectoria apenas elíptica alrededor del Sol a una distancia de unos 150 millones de kilómetros. El volumen de la Tierra es más de un millón de veces menor que el del Sol, mientras la masa terresatre es nueve veces mayor que la de su satélite, la Luna. Es un planeta rocoso geológicamente activo que está compuesto principalmente de roca derretida en constante movimiento en su interior, cuya actividad genera a su vez un fuerte campo magnético. Sobre ese ardiente líquido flota roca solidificada o corteza terrestre, sobre la cual están los océanos y la tierra firme.

RESUMEN DE LA PELICULA HOME

Narra la situación actual de la Tierra, de su clima y de cómo nosotros, como la especie dominante, alteramos su futuro. Un tema expresado a lo largo del documental es el de la vinculación, es decir, de cómo todos los organismos y la Tierra están conectados entre sí, en un "delicado pero crucial" equilibrio y cómo un organismo no puede ser autosuficiente.

A partir de imágenes de grandes paisajes volcánicos, Home explica los orígenes de la evolución de las algas unicelulares presentes en las células de los bordes de los muelles volcánicos. Se explica el papel esencial de estas algas en la evolución de la fotosíntesis, así como el hecho de que una inmensa cantidad de especies de plantas se originan a partir de este organismo unicelular.

Desde aquí, el documental adquiere una enfoque centrado en las actividades humanas, hacia el ámbito de aplicación, que muestra la revolución agrícola y sus repercusiones, antes de pasar a hablar sobre el aprovechamiento del petróleo (dando lugar a incendios), la industria, las ciudades y la desigualdad como nunca antes se ha vivido. Se retrata la dura situación actual de los criaderos de ganado, la deforestación, la alimentación y la escasez de agua potable, la crisis de sobre-explotación de canteras y la escasez de energía, es decir, electricidad. Ciudades como Nueva York, Los Ángeles, Tokio, la India y Dubái en particular, son un ejemplo para mostrar la mala gestión y despilfarro de la energía, el agua y los alimentos. La recesión de los glaciares y los pantanos se muestran a través de enormes fotografías aéreas de la Antártida, el Polo Norte y África, mientras se prevén emigraciones masivas de refugiados ante una catástrofe medioambiental.

Es en este punto cuando el documental se centra en el calentamiento global y en la crisis de carbono. Home muestra cómo el deshielo de los glaciares, el aumento del nivel del mar y los cambios en el clima están causando estragos en las personas que tienen menos que ver con este tema, pero también la forma en que muy pronto se verán afectadas las zonas densamente pobladas.

Aquí, durante unos tres minutos de película, se muestran cifras alarmantes en letras blancas sobre un fondo negro, seguido de un vídeo en representación de los hechos. Esto es seguido por una conclusión positiva. El documental no sólo muestra las terribles verdades con respecto a nuestro impacto sobre la Tierra, sino también lo que estamos haciendo ahora para luchar contra ello: las energías renovables, la creación de más y más parques nacionales, la cooperación internacional entre las distintas naciones sobre temas ambientales, la educación y la reforma que ha habido en todo el mundo en respuesta a los problemas actuales que enfrenta la Tierra.