Es sin duda la reacción química más estudiada, pero nadie había logrado observar las primeras etapas: está hecho, un experimento logró observar la absorción de un solo fotón y el desencadenamiento de la transformación de la luz en energía.
La publicación científica del fin de semana con Mathilde Fontez, editora en jefe de la revista científica épsilon, habla con nosotros hoy la fotosíntesis, esa famosa reacción que permite a las plantas convertir la luz en energía. Los investigadores pudieron observar las primeras etapas.
franceinfo: ¿Estamos hablando de una hazaña: la observación de la fotosíntesis, con una sola partícula de luz?
Matilde Fontez: Sí, la fotosíntesis es probablemente la reacción más estudiada. Docenas de laboratorios han estado tratando de descubrir cómo las plantas, las algas y ciertas bacterias convierten la luz en combustible de manera tan eficiente durante décadas. El sueño es dominar el fenómeno para reproducirlo y utilizarlo.
Pero este equipo, una alianza de Físicos y biólogos de UC Berkeley en los Estados Unidos, centrado en el inicio de la fotosíntesis. Intentaron seguir la reacción hasta la llegada de la primera partícula de luz, el primer fotón, en una molécula de clorofila, para ver si la reacción se desencadena con tan poca luz. Y a ver como va.
¿Cómo se sigue una partícula de luz?
Es verdad que es un reto. Resuelto combinando dos disciplinas científicas: los investigadores utilizaron las herramientas de la física cuántica: fuentes de luz capaces de producir fotones individuales. Sensores ultrasensibles, utilizados en laboratorios ópticos. Es con estas herramientas físicas fundamentales que iluminaron y analizaron las moléculas de clorofila, que extrajeron de bacterias fotosintéticas.
Y adoptaron estos métodos de la física de partículas: replicaron su experimento millones de veces, para reconstruir el fenómeno estadísticamente: analizaron 17 mil millones de detecciones de fotones. Y así pudieron ver la reacción de las moléculas de clorofila: la fotosíntesis realmente comienza, desde el principio, con un solo fotón: la partícula de luz es primero absorbida por un anillo de 9 moléculas. Luego, su energía se transmite a un segundo anillo de 18 moléculas de clorofila. En resumen, vieron los primeros pasos de la fotosíntesis en una nueva escala: la del átomo.
¿Y cuál es la próxima reacción?
Por ahora, su experiencia termina ahí. Pero sí, la idea es aplicar este método para seguir todo el proceso de fotosíntesis, a la escala de una sola partícula, una sola molécula. Desde seguir cómo se transmite la energía fotónica en las plantas hasta desencadenar la producción de azúcares. Esta es la etapa final de la fotosíntesis: la luz se convierte en azúcares, de los que se alimenta la planta.
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