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Luz roja lejana

El espectro visible , el rojo lejano, se encuentra en el extremo derecho.

La luz roja lejana es un rango de luz en el extremo rojo del espectro visible , justo antes de la luz infrarroja . Generalmente considerada como la región entre 700 y 750 nm de longitud de onda , es apenas visible para los ojos humanos. Es reflejada o transmitida en gran medida por las plantas debido al espectro de absorbancia de la clorofila , y es percibida por el fotorreceptor vegetal fitocromo . Sin embargo, algunos organismos pueden usarla como fuente de energía en la fotosíntesis. [1] [2] La luz roja lejana también es utilizada para la visión por ciertos organismos como algunas especies de peces de aguas profundas [3] [4] y el camarón mantis .

En horticultura

Las plantas perciben la luz a través de fotorreceptores internos que absorben una señalización de longitud de onda específica ( fotomorfogénesis ) o transfieren la energía a un proceso de la planta ( fotosíntesis ). [5] En las plantas, los fotorreceptores criptocromo y fototropina absorben la radiación en el espectro azul (B: λ = 400-500 nm) y regulan la señalización interna como la inhibición del hipocótilo, el tiempo de floración y el fototropismo. [6] Los receptores adicionales llamados fitocromo absorben la radiación en los espectros rojo (R: λ = 660-730 nm) y rojo lejano (FR: λ> 730 nm) e influyen en muchos aspectos del desarrollo de la planta, como la germinación, la etiolación de las plántulas, la transición a la floración, la evitación de la sombra y los tropismos. [7] El fitocromo tiene la capacidad de intercambiar su conformación en función de la cantidad o calidad de luz que percibe y lo hace a través de la fotoconversión de fitocromo rojo (Pr) a fitocromo rojo lejano (Pfr). [8] Pr es la forma inactiva del fitocromo, lista para percibir la luz roja. En un entorno de alta R:FR, Pr cambia su conformación a la forma activa del fitocromo Pfr. Una vez activo, Pfr se transloca al núcleo celular, se une a los factores de interacción del fitocromo (PIF) y dirige los PIF al proteasoma para su degradación. Expuesto a un entorno de baja R:FR, Pfr absorbe FR y cambia su conformación nuevamente a Pr inactiva. La conformación inactiva permanecerá en el citosol, lo que permitirá que los PIF se dirijan a su sitio de unión en el genoma e induzcan la expresión (es decir, la evitación de la sombra a través de la elongación celular). [9] La irradiación con FR puede provocar una inmunidad vegetal comprometida y una mayor susceptibilidad a los patógenos. [10]

Durante mucho tiempo se ha considerado que la radiación fotosintéticamente activa (RF) es un insumo mínimo en la fotosíntesis. A principios de los años 70, el físico y profesor de cultivo de suelos Dr. Keith J. McCree presionó para que se estableciera una definición estándar de radiación fotosintéticamente activa (PAR: λ=400–700 nm) que no incluyera la RF. [11] Más recientemente, los científicos han aportado pruebas de que un espectro más amplio denominado radiación fotobiológicamente activa (PBAR: λ=280–800 nm) es una terminología más aplicable. [12] Este rango de longitudes de onda no solo incluye la RF, sino también los rayos UV-A y UV-B. El efecto Emerson estableció que la tasa de fotosíntesis en las algas rojas y verdes era mayor cuando se exponían a la R y la RF que a la suma de las dos individualmente. [13] Esta investigación sentó las bases para la elucidación de los fotosistemas duales en las plantas. El fotosistema I (PSI) y el fotosistema II (PSII) funcionan de forma sinérgica; a través de procesos fotoquímicos, el PSII transporta electrones al PSI. Cualquier desequilibrio entre R y FR conduce a una excitación desigual entre PSI y PSII, reduciendo así la eficiencia de la fotoquímica. [14] [15]

Véase también

Referencias

Citas

  1. ^ Pettai, Hugo; Oja, Vello; Freiberg, Arvi; Laisk, Agu (2005). "Actividad fotosintética de la luz roja lejana en plantas verdes". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergética . 1708 (3): 311–21. doi : 10.1016/j.bbabio.2005.05.005 . PMID  15950173.
  2. ^ Oquist, Gunnar (1969). "Adaptaciones en la composición de pigmentos y fotosíntesis por radiación roja lejana en Chlorella pyrenoidosa". Physiologia Plantarum . 22 (3): 516–528. doi :10.1111/j.1399-3054.1969.tb07406.x.
  3. ^ Douglas, RH; Partridge, JC; Dulai, K.; Hunt, D.; Mullineaux, CW; Tauber, AY; Hynninen, PH (1998). "El pez dragón ve usando clorofila". Nature . 393 (6684): 423. Bibcode :1998Natur.393..423D. doi :10.1038/30871. S2CID  4416089.
  4. ^ "Los científicos descubren un microbio único en el lago más grande de California". ScienceDaily . 11 de enero de 2005.
  5. ^ Sager, JC; Smith, WO; Edwards, JL; Cyr, KL (1988). "Determinación de la eficiencia fotosintética y el fotoequilibrio de fitocromos utilizando datos espectrales". Transactions of the ASAE . 31 (6): 1882–1889. doi :10.13031/2013.30952.
  6. ^ Lin, Chentao (2000). "Receptores de luz azul de las plantas". Tendencias en la ciencia vegetal . 5 (8): 337–42. doi :10.1016/S1360-1385(00)01687-3. PMID  10908878.
  7. ^ Taiz, Lincoln; Zeiger, Eduardo (2010). Fisiología vegetal (5.ª ed.). Sunderland, Massachusetts: Sinaur Associates, Inc.
  8. ^ Heyes, Derren; Khara, Basile; Sakuma, Michiyo; Hardman, Samantha; O'Cualain, Ronan; Rigby, Stephen; Scrutton, Nigel (2012). "La activación ultrarrápida de la luz roja del fitocromo Cph1 de Synechocystis desencadena un cambio estructural importante para el estado competente en la señalización de Pfr". PLOS ONE . ​​7 (12): e52418. Bibcode :2012PLoSO...752418H. doi : 10.1371/journal.pone.0052418 . PMC 3530517 . PMID  23300666. 
  9. ^ Frankhauser, Christian (2001). "Los fitocromos, una familia de fotorreceptores que absorben el rojo y el rojo lejano". The Journal of Biological Chemistry . 276 (15): 11453–6. doi : 10.1074/jbc.R100006200 . PMID  11279228.
  10. ^ Courbier, Sarah; Grevink, Sanne; Sluijs, Emma; Bonhomme, Pierre-Olivier; Kajala, Kaisa; Van Wees, Saskia CM; Pierik, Ronald (24 de agosto de 2020). "La luz roja lejana promueve el desarrollo de la enfermedad de Botrytis cinerea en hojas de tomate a través de la modulación de azúcares solubles dependiente de jasmonato". Planta, célula y medio ambiente . 43 (11): 2769–2781. doi : 10.1111/pce.13870 . PMC 7693051 . PMID  32833234. 
  11. ^ McCree, Keith (1972). "El espectro de acción, la absorbancia y el rendimiento cuántico de la fotosíntesis en plantas de cultivo". Agricultural Meteorology . 9 : 191–216. doi :10.1016/0002-1571(71)90022-7.
  12. ^ Dörr, Oliver; Zimmermann, Benno; Kögler, Stine; Mibus, Heiko (2019). "Influencia de la temperatura de la hoja y la luz azul en la acumulación de ácido rosmarínico y otros compuestos fenólicos en Plectranthus scutellarioides (L.)". Botánica ambiental y experimental . 167 : 103830. Código Bibliográfico : 2019EnvEB.16703830D. doi : 10.1016/j.envexpbot.2019.103830. S2CID  201211911.
  13. ^ Emerson, Robert; Chalmers, Ruth; Cederstrand, Carl (1957). "Algunos factores que influyen en el límite de onda larga de la fotosíntesis". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 43 (1): 133–143. Bibcode :1957PNAS...43..133E. doi : 10.1073/pnas.43.1.133 . PMC 528397 . PMID  16589986. 
  14. ^ Zhen, S.; van Iersel, Marc W. (2017). "La luz roja lejana es necesaria para una fotoquímica y fotosíntesis eficientes". Journal of Plant Physiology . 209 : 115–122. doi : 10.1016/j.jplph.2016.12.004 . PMID  28039776.
  15. ^ Pocock, Tessa. "La curva McCree desmitificada". Biofotónica . Consultado el 10 de octubre de 2019 .

Fuentes generales