A efectos de los seres con capacidad fotosintética, el CO2 es un nutriente, ya que cumple las condiciones de ser una molécula que debe ser captada, transferida y asimilada. Las plantas, durante el día y gracias a la luz del sol y el proceso de fotosíntesis, capturan el CO2 atmosférico y lo transforman en los carbohidratos que precisan para crecer, liberando al mismo tiempo oxígeno. De esta manera, el CO2 es un nutriente manejable a efectos de regular su concentración en un recinto cerrado, lo que permite variar su voluntad tanto en la atmósfera de un invernadero como en una solución nutritiva.
Mecanismos de captura y rutas metabólicas
Las plantas asimilan CO2 en dos ámbitos morfológicos distintos: en las hojas (siempre) y en la raíz (a veces). El CO2 es un gas que se introduce en las plantas por sus estomas, siempre que estén abiertos. En todo orgánulo responsable de la fotosíntesis, el enzima que reduce al CO2 y conforma moléculas orgánicas se llama coloquialmente RUBISCO. Su trabajo emplea parte del potencial reductor y del energético generado en la fase lumínica de la fotosíntesis.
Sin embargo, la RUBISCO precisa de una provisión de CO2 importante y a un ritmo definido. Para resolver las limitaciones de disponibilidad de gas, las plantas han desarrollado diversas estrategias:
- Plantas C3: Como el trigo, la soya y las especies arbóreas, donde el ciclo de Calvin-Benson es el camino principal.
- Plantas C4 y CAM: Poseen mecanismos especiales para acumular CO2 en un ámbito morfológico definido, permitiendo satisfacer la capacidad de asimilación de la RUBISCO de forma constante.
- Anhidrasa carbónica: Un enzima que, junto con la catalasa, es de los más veloces del mundo bioquímico, facilitando la transformación del CO2 en bicarbonato y viceversa para optimizar su uso.
El papel del CO2 en el crecimiento y el cambio climático
Al aumentar la concentración de CO2 en el interior de un invernadero, se incrementa la actividad fotosintética, lo que se traduce en un aumento de la precocidad, el rendimiento y la calidad de la cosecha. No obstante, las plantas no tienen la capacidad suficiente para absorber el conjunto de emisiones antropogénicas y naturales, y los efectos de un exceso de CO2 en las plantas no son, a la larga, los deseados.
Impacto de la concentración de CO2
| Condición | Efecto en la fotosíntesis |
|---|---|
| Relación CO2/O2 > 1 | Se produce la fotofijación de CO2. |
| Relación CO2/O2 < 1 | Se produce la fotooxidación. |
| Concentración excesivamente alta | Puede provocar una reducción de la fotosíntesis y menor calidad nutricional. |
Una cantidad limitada de nitrógeno condiciona los beneficios del CO2, y una concentración demasiado alta puede reducir la calidad nutricional de alimentos básicos. Además, el CO2 interviene en otras áreas metabólicas vitales, como la síntesis de bases nucléicas y la síntesis de ácidos grasos, procesos que el agricultor o el técnico pueden manejar de forma directa modificando la relación CO2/O2 de la atmósfera de producción o mediante sistemas de fertirrigación.
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