Entendiendo los pigmentos

Existen diferentes tipos de pigmentos, cada uno de los cuales ha evolucionado para absorber solo ciertas longitudes de onda o colores de luz visible. Los pigmentos reflejan o transmiten las longitudes de onda que no pueden absorber, haciéndolos aparecer en el color correspondiente.

Las clorofilas y los carotenoides son las dos clases principales de pigmentos fotosintéticos que se encuentran en plantas y algas; cada clase tiene múltiples tipos de moléculas de pigmento. Hay cinco clorofilas principales: a, b, c y d, junto con una molécula relacionada que se encuentra en procariotas llamada bacterioclorofila.

Con docenas de formas diferentes, los carotenoides son un grupo mucho más grande de pigmentos. Los carotenoides que se encuentran en las frutas, como el rojo del tomate (licopeno), el amarillo de las semillas de maíz (zeaxantina) o la naranja de una cáscara de naranja (β-caroteno), se utilizan para atraer a los organismos dispersores de semillas. En la fotosíntesis, los carotenoides funcionan como pigmentos fotosintéticos que son moléculas muy eficientes para la eliminación del exceso de energía. Cuando una hoja se expone a pleno sol, las reacciones dependientes de la luz son necesarias para procesar una enorme cantidad de energía; si esa energía no se maneja correctamente, puede causar un daño significativo. Por lo tanto, muchos carotenoides se almacenan en la membrana tilacoide para absorber el exceso de energía y liberarla de forma segura en forma de calor.

Cada tipo de pigmento se puede identificar por el patrón específico de longitudes de onda que absorbe de la luz visible, que es el espectro de absorción. La clorofila a absorbe la luz en la región azul-violeta, mientras que la clorofila b absorbe la luz rojo-azul. Ni a ni b absorben la luz verde; debido a que el verde se refleja o transmite, la clorofila aparece verde. Los carotenoides absorben la luz en la región azul verdosa y violeta y reflejan las longitudes de onda amarillas, rojas y naranjas más largas.

Muchos organismos fotosintéticos tienen una mezcla de pigmentos. De esta manera, los organismos pueden absorber energía de una gama más amplia de longitudes de onda. No todos los organismos fotosintéticos tienen acceso completo a la luz solar. Algunos organismos crecen bajo el agua donde la intensidad y la calidad de la luz disminuyen y cambian con la profundidad. Otros organismos crecen en competencia por la luz. Las plantas en el suelo de la selva tropical deben ser capaces de absorber cualquier luz que pase porque los árboles más altos absorben la mayor parte de la luz solar y dispersan la radiación solar restante

Al estudiar un organismo fotosintético, los científicos pueden determinar los tipos de pigmentos presentes mediante el uso de un espectrofotómetro. Estos instrumentos pueden diferenciar qué longitudes de onda de luz puede absorber una sustancia. Los espectrofotómetros miden la luz transmitida y calculan su absorción. Al extraer pigmentos de las hojas y colocar estas muestras en un espectrofotómetro, los científicos pueden identificar qué longitudes de onda de luz puede absorber un organismo.