Se denomina fotosíntesis al proceso por el cuál algunos organismos utilizan la energía de la radiación solar para sintetizar moléculas orgánicas que posteriormente pueden utilizar como combustible para su metabolismo celular.
De esta forma, gracias a la fotosíntesis, estos organismos son capaces de fabricar su propio alimento con ayuda de la luz, por lo que se clasifican como organismos fotoautótrofos.
Existen dos grandes tipos de fotosíntesis: la fotosíntesis oxigénica y la fotosíntesis anoxigénica.
Todas las plantas, junto a la mayoría de algas y cianobacterias, realizan fotosíntesis oxigénica. Este tipo de fotosíntesis utiliza la energía lumínica para combinar agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2) y formar glucosa.
En esta reacción el agua actúa como dador de electrones (agente reductor) y se produce oxígeno molecular (O2) como producto de desecho, y por eso se denomina fotosíntesis oxigénica.
La reacción global de la fotosíntesis oxigénica responde a la siguiente ecuación:
6CO2 + 12H2O + Luz → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
La fotosíntesis anoxigénica es otro tipo de fotosíntesis en la que no se desprende oxígeno y que solo realizan ciertos grupos de bacterias. En lugar de agua interviene otra molécula inorgánica como dador de electrones, por ejemplo el sulfuro de hidrógeno (H2S):
CO2 + 2H2S + Luz → [CH2O] + 2S + H2O
Bacterias fotosintéticas anoxigénicas
Entre los organismos eucariotas, solo las plantas y algas son capaces de realizar la fotosíntesis, y en ambos casos realizan fotosíntesis oxigénica.
En el caso de organismos procariotas, encontramos bacterias que realizan fotosíntesis oxigénica (las cianobacterias) y bacterias que realizan fotosíntesis anoxigénica.
Entre las bacterias fotosintéticas anoxigénicas existe una gran variedad, tanto en su filogenética como en la composición del aparato fotosintético, mientras que los organismos que realizan fotosíntesis oxigénicos (plantas, algas y cianobacterias) comparten un mecanismo común.
De hecho, los cloroplastos de plantas y algas se cree que provienen de antiguas cianobacterias que entraron en simbiosis con plantas y algas primitivas, motivo por el que compartirían el mismo mecanismo común de fotosíntesis.
Ninguna de las bacterias fotosintéticas anoxigénicas es capaz de utilizar agua como dador de electrones, dicho de otro modo, no son capaces de oxidar agua. En su lugar utilizan compuestos de azufre, hidrógeno o sustratos orgánicos que donan electrones para reducir moléculas de CO2 y transformarlo en carbono orgánico.
Las bacterias fotosintéticas anoxigénicas más estudiadas son las bacterias púrpuras del azufre, las cuales podrían estar relacionadas con nuestras mitocondrias, pero existen otros grupos:
- Bacterias púrpuras del azufre: familia Chromatiaceae, familia Ectothiorhodospiraceae. Son anaerobias o microaerófilas. Utilizan sulfuro de hidrógeno (H2S, en disolución llamado ácido sulfhídrico) y producen azufre gaseoso (S2). No toleran la presencia de oxígeno, por lo que suelen vivir en aguas estancadas o fuentes hidrotermales sulfurosas.
- Bacterias verdes del azufre: familia Chlorobiaceae. Utilizan sulfuro de hidrógeno (H2S) o azufre (S) como dador de electrones.
- Acidobacterias: como dador de electrones pueden utilizar diversos compuestos. Por ejemplo, las bacterias del hierro utilizan óxido ferroso, que al ceder los electrones se oxida y forma óxido férrico insoluble que da el color marrón típico de las aguas donde viven estas bacterias.
- Heliobacterias: el pigmento fotosintético bacterioclorofila g es único de este tipo de bacterias. Exclusivamente anaerobias. Se consideran fotoheterótrofas, pues obtienen la energía de la luz o de productos químicos, pero no utilizan CO2 como fuente de carbono (su fuente de carbono son exclusivamente compuestos orgánicos).
- Bacterias filamentosas anoxigénicas: antes se conocían como bacterias verdes y púrpuras no del azufre, pero posteriormente se descubrió que algunas utilizan compuestos de azufre. Pueden ser fotoautótrofas, quimioorganotrofas o fotoheterótrofas.
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