Texto de Julia Quintana González y fotografía de María Sanz Arnal
La fotosíntesis es el mecanismo evolutivo que sostiene la vida en la tierra tal y como la conocemos. Respiramos y nos alimentamos gracias a la fotosíntesis. Así de sencillo. Básicamente, la fotosíntesis es el proceso por el cual la luz se aprovecha para generar energía en forma de carbohidratos. Sólo las plantas, las algas verdes y algunas bacterias pueden hacer esto. Para ello, necesitan, además de luz, agua y dióxido de carbono. Y, para que la fotosíntesis fluya una y otra vez, el agua se transforma en oxígeno, que respiramos. En un primer paso de la fotosíntesis se produce energía a partir de la luz y en un segundo paso, se usa esa energía para fabricar glucosa. Como la glucosa para formarse necesita carbono, el dióxido de carbono se usa para tener las moléculas necesarias para producir glucosa en un proceso llamado Ciclo de Calvin que usa una máquina molecular llamada RuBisCo. Cuando el oxígeno y el dióxido de carbono están presentes en el interior celular, la RubisCo puede dividir su trabajo entre ambas moléculas. Esta división del trabajo hace que la cantidad de glucosa que se genere sea menor y, por lo tanto, la fotosíntesis sea menos eficiente.
Hay muchos aspectos de la fotosíntesis que resultan fascinantes. De hecho, se puede estudiar desde cualquier ángulo disciplinario: bioquímico, fisiológico, biofísico, ambiental, taxonómico, molecular, botánico… Entenderéis, entonces, que como investigadoras y docentes nos apasione este tema. Hoy en día existen esfuerzos muy importantes para aumentar el rendimiento y la resiliencia de los cultivos a través de mejoras destinadas a incrementar su capacidad fotosintética. Para sacar el máximo provecho a esta estrategia necesitamos conocer y caracterizar en profundidad este proceso metabólico. Ahora bien, esta tarea no es fácil. De hecho, cuanto más conocemos la fotosíntesis, menos sabemos. Suele pasar en ciencia.
La fotosíntesis es un proceso metabólico flexible. Esto es, no todas las plantas usan la misma estrategia ni regulan la maquinaria fotosintética de la misma manera. Tenemos, por un lado, las plantas que conocemos como C3, la mayoría (85%). Plantas como el trigo, la soja o el arroz. Estas plantas tienen un mecanismo fotosintético que funciona bien en climas templados y húmedos. Básicamente toda la fotosíntesis ocurre dentro de la misma célula. Aunque está muy bien, no vale para todas las plantas. Aquellas que viven en ambientes más cálidos o secos necesitan hacer ajustes porque su RuBisCo trabaja más para el oxígeno que para el dióxido de carbono. Estos ajustes suponen concentrar el carbono para separarlo del oxígeno. Así, la RuBisCo trabaja solo con el dióxido de carbono y la fotosíntesis es más eficiente. Las especies con estos ajustes se pueden dividir en dos grandes grupos: C4 y CAM. Las C4, como el maíz o la chufa, hacen una parte de la fotosíntesis en otras células. Las CAM, como el ágave, hacen una parte de la fotosíntesis por la noche. Ajustar un proceso tan importante ha sido un paso evolutivo que ha tomado millones de años.
Durante tres días, científicas y científicos de todo el mundo nos hemos reunido para discutir y pensar sobre la evolución de la fotosíntesis C4. Gracias al patrocinio del Instituto de Investigación en Cambio Global hemos reunido a personas expertas de muchos países para que compartan sus ideas. Las más rompedoras y disruptivas. También les hemos pedido que nos ayuden a visionar nuevos horizontes en el campo de la Investigación de la fotosíntesis C4. Hemos querido que nuestro equipo fuese una representación de todas las etapas de la carrera investigadora y hemos cuidado la diversidad cultural y de género. Gracias a esta visión, hemos podido establecer sinergias profesionales, preparar un borrador de una revisión científica sobre este tema e impulsar proyectos de formación de capacitación multilaterales para investigadoras e investigadores jóvenes. Por último, nos hemos sentado y hemos desconectado de las prisas y la multitarea diaria para disfrutar hablando de ciencia en un entorno histórico, Aranjuez.