A vantagem de ser um animal é que podemos correr, andar, saltar, fugir ou sair em busca de nosso alimento. Imagine o contrário agora, se o ser humano fosse como uma craca, não por ser um crustáceo, mas por ser séssil, preso onde você nasceu para o resto d sua vida.
As cracas são hermafroditas ou bissexuadas, podendo fecundar-se individualmente. Em quatro meses as larvas saem dos ovos e começam a procurar local para fixar-se. Existem várias espécies de cracas.
Ter de esperar que algum animal passe perto para você come-lo, imagine você ter esperar uma galinha passar perto de você para pega-la e prepará-la. Seria impossível até mesmo de nos comunicarmos com tal sofisticação que temos hoje, ou de criarmos tecnologias, até mesmo de temperar essa galinha e fazer dela um belo prato italiano de frango alla parmegiana. As plantas conseguiram essa façanha, elas aprenderam a se desenvolver, crescer no mesmo local em que sua semente caiu, isso é fantástico. Fantástico porque ela vivendo ali no mesmo local desde seu nascimento aprender a captar o que ela necessita para o seu crescimento quantitativo e qualitativo. Chega de enfeitar o texto e vamos para o tema de uma vez, a energia e a fotossíntese.
Para compreender a fotossíntese é preciso saber em que local ela ocorre e como ela ocorre. Ela ocorre diretamente na superfície dos organismos fotossintetizantes, nos cloroplastos e nas plantas ocorre geralmente na folha, que é composta por uma área expandida, o limbo. A folha fica presa ao pecíolo que prende a prende no caule. Nas algas, que não possuem folhas, mas folídios com clorofila ou nas unicelulares a fotossíntese ocorre por toda a superfície.
As folhas variam de acordo com o ambiente que vivem, plantas de regiões áridas apresentam folhas com superfície reduzida ou com espinhos para evitar a transpiração e predação. As folhas são estruturas clorofiladas formadas por feixes vasculares atravessados e delimitados por uma camada epidérmica que reveste a face superior e inferior. A região interna da folha é formada por um tecido parenquimatoso disposto de forma frouxa ou paliçádica. A morfologia da folha varia muito de acordo com o ambiente na qual os organismos foram sujeitos a milhões de anos adaptadas a diferentes pressões seletivas. Em bromélias, que acumulam água e compõem diversos animais vertebrados e invertebrados no dossel elas tem uma anatomia diferenciada, em algumas plantas a folha tornou-se adaptada a captura de animais para aquisição de nutrientes, como em plantas carnívoras que vivem em solos lavados pela água e sem nitrogênio. A estratégia encontrada por elas foi a captura desse nutriente direto de uma fonte animal, os insetos.
A vida se mantém graças ao consumo contínuo de energia. Para tal, deve haver a absorção de compostos orgânicos com exceção de algumas bactérias que quimiossintetizantes. A fotossíntese é o processo na qual as plantas utilizam a luz para a produção de seu próprio alimento. A fotossíntese ocorre em três reinos: Monera e Protistas (em parte) e o reino das plantas.
No processo de fotossíntese a energia luminosa decompõe através da oxidação a molécula de água. Essa decomposição libera oxigênio e elétrons de hidrogênio que são utilizados no processo de fixação do gás carbônico. O oxigênio é utilizado no processo de respiração celular (oxidação), ou seja, oxida compostos orgânicos para a produção de energia na forma de ATP.
Fórmula: H2O + CO2 + LUZ = CH2O + H2O + O2.
O esquema mostra a atuação da luz como fundamental para a fotossíntese, mostrando onde ela entra no processo. Os blocos representam de forma simples os produtos dessas reações. Os últimos blocos representam o total de substâncias que são elaboradas pela fotossintese.
Energia luminosa leva a Oxidar moléculas de H2O.
* ocorre a liberação do O2 que leva a (oxidação) produção de ATP.
* os elétrons de H atuam na Fixação de CO2.
Ainda sim os seres fotossintetizantes aprenderam a tratar a fotossíntese em dois momentos distintos de suas vidas. A escura e a clara.
Na fase clara, ou fótica a luz do sol incide sobre a clorofila e seus pigmentos localizados nos tilacóides dos cloroplastos, a molécula da clorofila é excitada pelos fótons de radiação fotossinteticamente ativa abrangendo cumprimentos de ondas de 390 a 760 nm. A clorofila é excitada e os elétrons são movimentados para níveis mais altos da eletrosfera.
Quando essa molécula volta ao estado normal os elétrons também liberaram energia em forma de luz ou calor. Esse processo de transferência de energia é chamado de fosforilação, a energia liberada foi utilizada para produção de um moeda energética corrente para a célula, o ATP.
Siga a sequencia a baixo:
ADP + PI + LUZ produzindo ATP e H2O
As condições de reação podem produzir também um tipo de fosforilação especial, chamada de fosforilação cíclica gerando outra moeda energética chamada NADPH. Nessa parte não há fixação de carbono, mas sim uma produção de energia excessiva pela fosforilação oxidativa que ocorre nas mitocôndrias durante a respiração celular.
O esquema mostra onde a luz age dentro da célula (membrana dos tilacóides do cloroplasto) e mostra toda a cadeia de eventos bioquimicos e transferencia de elétrons que ocorre coma excitação da clorofila até o resultado final.
A fase afótica ou escura ocorre a fixação do carbono, através do ar ou da água na forma de íons bicarbonato e sua conversão em carboidratos ou açucares da planta, isso ocorre utilizando o ATP e o NADPH produzidos durante a fase clara na respiração celular mitocondrial.
A reação química de fixação do carbono é catalisada pela enzima rubisco presente no cloroplasto, ela converte o carbono fixado em moléculas orgânicas através do ciclo bioquímico de Calvin Benson, uma cadeia de eventos bioquímicos que ocorre no cloroplasto.
Parece impressionante, e alguns leigos diriam até que impossível a evolução ter criado tudo isso, mas se imaginarmos que a partir do momento que as primeiras células das algas tiveram uma fonte de energia a seu dispor (a luz) é de se pensar que a seleção natural permitiria que aqueles organismos que conseguissem de alguma forma utiliza-la como uma ferramenta para seu próprio beneficio teria vantagens em sua sobrevivência. Considerando que só existiam esse organismo e todo o tempo do mundo, é bem provável que pequenas maquinarias bioquímicas surgissem dentro das células graças as proteínas que a célula produz e que ganharam alguma finalidade, com pequenas mudanças cumulativas, a absorção de outras substancias do meio essas maquinarias bioquímicas podem ter se ligado umas as outras. Complexos independentes que possam ter se ligado otimizando a produção e/ou estoque de energia.
Imagine uma bioquímica básica de uma célula ancestral que ainda não fazia fotossíntese e que por alguma ou algumas mudanças em seu DNA permitiu que uma molécula reagisse com a energia solar.
Como essa molécula atua como uma antena captadora de luz ela se excita e libera energia. A partir do momento que você tem essa energia sendo liberada dentro da célula ela vai reagir com o que tem pela frente, servindo como acoplador de um grupo de fosfato com um grupo duplo de fosfato, otimizando o trabalho das mitocôndrias das mitocôndrias.
Vários imprevistos podem ter acontecido, e talvez o mecanismo bioquímico que conhecemos hoje não foi sempre o mesmo, mas é possível que no começo aquelas çélulas que não conseguiriam lidar com a nova forma de trabalhar com essa energia extra seria punida. A opção mais condizente mostra que de alguma forma, com o auxilio de outros mecanismos bioquímicos que surgiram graças a mutações foi a utilização da energia extra para estocar carbonos absorvidos, desta forma o organismo vivo poderia se beneficiar quando o assunto é crescimento, já que o carbono é a elemento fundamental para as todas as moléculas que compõem a vida e as plantas crescem porque estocam, fixam carbono
Não sei se há trabalhos que demonstram evolutivamente como a bioquímica da fotossíntese teria surgido, especulei um caminho, mas pode ser que outras vias bioquímicas tenham surgido primeiro e quando a luz excitou pela primeira vez uma molécula como a clorofila é que uma nova forma de trabalhar se formou e gerou todo esse sucesso evolutivo.
Por outro lado vemos muitas pessoas dizendo que do ponto de vista bioquímico a evolução não teria acontecido, como Michael Behe em A caixa preta de Darwin.
Li este livro e não vi argumento cientifico algum que de uma resposta ao grande enigma da vida, exceto o velho argumento leviano do design inteligente que já desbancamos em outros textos aqui neste site.
O que proponho aqui é partir deste texto é apresentar uma sequencia de 3 artigos tratando somente sobre a evolução do grupo dos vegetais, para tal trabalharei com algas, briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angispermas. Me focarei mais no ponto de vista evolutivo e não me aprofundarei na ecologia de cada um dos grupos. Para isso utilizarei o livro Introdução a biologia vegetal de Eurico Cabral.
fonte:
http://netnature.wordpress.com/2011/02/01/681/ acesso em 01/05/2012
Scritto da Rossetti
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