Una de las primeras lecciones de biología que nos enseñan en el colegio es que las plantas necesitan la luz del sol para realizar la fotosíntesis para “alimentarse” y vivir. Sin embargo, la relación entre las plantas y la luz es más compleja. En este post describiremos cómo se emplean diferentes longitudes de onda para controlar el crecimiento o la floración de las plantas.

Una definición más formal de fotosíntesis sería el proceso por el cual las plantas emplean la luz solar, agua y dióxido de carbono (CO₂) para producir el oxígeno y la glucosa que necesitan. La parte del espectro que utilizan las plantas para este proceso se llama radiación fotosintéticamente activa (PAR, photosynthetically active radiation) y cubre aproximadamente de 400 nm a 700 nm, que más o menos coincide con la región del espectro visible.

La luz es absorbida por un pigmento llamado clorofila, que se encuentra en las membranas de los cloroplastos (uno de los orgánulos de las células vegetales). La clorofila absorbe principalmente la luz azul (400 – 500 nm) y roja (600 – 700 nm), mientras que absorbe mínimamente la luz verde (500 – 600 nm) y la refleja en su mayor parte, siendo responsable del color verde de las plantas.

No obstante, aunque solo se utilizan longitudes de onda pertenecientes al rango PAR para la fotosíntesis, la luz ultravioleta (UV) (250 – 400 nm) y la luz infrarroja (700 – 850 nm) también afectan a las plantas. El efecto de las diferentes longitudes de onda sobre las plantas es el siguiente:

• Luz ultravioleta (UV) (250 – 400 nm): en general, se considera dañina para las plantas. Sin embargo, la luz ultravioleta estimula la producción de proteínas que protegen a las plantas contra plagas y enfermedades, así como antioxidantes, que también protegen a la planta y aumentan su valor nutricional. También puede mejorar la coloración y el grosor de las hojas.

• Luz azul (400 – 500 nm): está asociada a la activación de los fotorreceptores criptocromo y fototropina y puede emplearse para controlar el crecimiento de la planta. Una gran cantidad de luz azul produce tallos más cortos y hojas más gruesas, mientras que la reducción de la exposición de las plantas a esta luz dará lugar a tallos más largos y una mayor superficie foliar, aunque siempre se requiere una cantidad mínima de luz azul para asegurar el correcto desarrollo de las plantas. La luz azul también controla la orientación de las plantas, ya que tienden a crecer en la dirección de la fuente de luz azul. Este comportamiento se conoce como fototropismo y está controlado por la fototropina. La luz azul también puede mejorar la coloración de las hojas.

• Luz verde (500 – 600 nm): las hojas reflejan entre un 10% y un 50% de luz verde. Sin embargo, la luz verde sigue siendo importante para la fotosíntesis. La luz roja y azul tiende a ser absorbida por las hojas ubicadas en las partes superiores de la planta, pero la luz verde todavía está disponible para las hojas inferiores, lo que les permite realizar la fotosíntesis.

• Luz roja (600 – 700 nm) e infrarroja (700 – 850 nm): están asociadas a la activación del fotorreceptor fitocromo. Hay dos formas de fitocromo, una absorbe la luz roja (Pr) y la otra la luz infrarroja (Pfr). Pr se convierte en Pfr cuando absorbe luz roja y Pfr se convierte en Pr cuando absorbe luz del rojo lejano (far red). La proporción entre las dos formas de fitocromo le dice a la planta qué tipo de luz está recibiendo. En entornos con muchas plantas, la luz roja se utilizará para la fotosíntesis, mientras que la mayor parte de la luz del rojo lejano se reflejará. Una proporción importante de las plantas, especialmente las que están a la sombra, recibirán más luz del rojo lejano que roja. Estas plantas detectarán que necesitan más luz para la fotosíntesis, lo que provocará el alargamiento del tallo y la expansión de las hojas para capturar más luz y dará como resultado plantas más altas. Este comportamiento se conoce como respuesta de evitación de la sombra. Por el contrario, las plantas más altas que reciben más luz roja se centrarán en expandir sus ramas en lugar de crecer verticalmente. La proporción entre luz roja e infrarroja que recibe la planta, que depende de la duración de la noche, también determina la floración. Cuando las concentraciones de Pfr son más bajas y las concentraciones de Pr son más altas, las plantas de día corto florecen, mientras que cuando la situación es opuesta, las plantas de día largo florecen.

Los párrafos anteriores describen cómo las diferentes longitudes de onda pueden ayudar a potenciar o mitigar el desarrollo de las plantas e incluso pueden emplearse estratégicamente para desencadenar su crecimiento o floración, por ejemplo. En este contexto, el uso de fuentes de luz LED y multiLED en longitudes de onda específicas podría ser útil para la estimulación de las plantas y recientemente se ha convertido en una técnica importante para controlar su producción.

Escrito por J.J. Imas

Bibliografía

Plant morphology and spectrum: How plants respond to light quality, Jillian Whitehead, P. L. Light Systems

The Definitive Guide to Grow Light Spectrum, Lumigrow

The effect of light spectrum on plant development, Canna gardening

The effect of red and far red light on flowering, Canna gardening

Photosynthesis, Resource Library/Encyclopedic entry National Geographic