Efecto de las intensidades de luz fluctuantes en la fotosíntesis
En la naturaleza, las plantas y el fitoplancton a menudo se enfrentan a variaciones rápidas en las intensidades o fluctuaciones de la luz. La intensidad de la luz recibida por las plantas está regulada por el sol, el ángulo de las nubes y los movimientos de las hojas. Los bosques densos con doseles cerrados reciben mucha menos luz y, por lo tanto, su penetración y su captura son bastante difíciles para las plantas. Bajo tales condiciones, las condiciones de sombra se interrumpen con pequeños haces de luz. Estos haces de luz o “sunflecks” son los rayos directos de la luz solar que pasan a través de pequeños huecos en un dosel durante un pequeño período de tiempo, pero contribuyen significativamente a la radiación total disponible de la que dispone la planta para realizar la fotosíntesis.
Las condiciones del campo son totalmente diferentes de las condiciones del bosque. En un campo, las plantas están constantemente bajo una intensidad de luz cambiante durante todo el día debido a la luz solar directa. Los cambios en la intensidad de la luz en segundos, minutos y horas también causan cambios en la fotosíntesis de la planta. Para maximizar la fotosíntesis, las plantas desarrollan con sus recursos la estrategia a través de la cual responden a corto y largo plazo y se aclimatan a las intensidades de luz fluctuantes.
Las intensidades de luz variadas causan la excitación y disparidad de los fotosistemas uno y dos (PSI y PSII). Esto puede ocurrir bajo condiciones de sombra o sol, durante los sunflecks o en las cubiertas de hojas superiores e inferiores. Los cambios en las fluctuaciones de la luz pueden conducir a la transición de estado en ambos fotosistemas. Esto a su vez es compensado por la reorganización de las estructuras de antena en ambos fotosistemas para que las plantas puedan utilizar la luz capturada al máximo. Las plantas alcanzan esta estabilidad mediante el movimiento lateral del complejo antena o de los fotosistemas. Esto se logra mediante el movimiento lateral del denominado ‘grupo móvil’ del complejo antena, que puede asociarse reversiblemente con el PSI o PSII.
Para lograr la máxima fotosíntesis en condiciones de luz fluctuante en bosques densos, las plantas experimentan una respuesta a largo plazo. Esta respuesta mantiene la fotosíntesis en plantas al regular la estequiometría del fotosistema.
Las alteraciones en la relación entre clorofila a y b (Chl a/b), la fluorescencia de Chl en estado estable, la fosforilación de la proteína tilacoide y la estructura de las membranas tilacoides se informaron como resultado de la respuesta a largo plazo. Además, los perfiles metabólicos, realizados en plantas sometidas a cambios de calidad de la luz PSI-PSII, indican que varios ácidos orgánicos importantes y varios aminoácidos, que son metabolitos precursores del metabolismo secundario, están regulados en direcciones opuestas, dependiendo de la luz. Así, esta respuesta a largo plazo ayuda a las plantas a hacer frente a condiciones ambientales adversas al mantener la fotoquímica primaria y la regulación normal del sistema de transporte de electrones.
