Bloque 3. Equilibrio ecológico
Fotosíntesis: fase oscura o ciclo de Calvin
Al terminar vas a poder explicar por qué el ciclo de Calvin es un ciclo y no una línea recta, contar qué hace la rubisco y por qué hacen falta seis vueltas para una glucosa, y desarmar de una vez el error de creer que la fase oscura ocurre de noche.
Dónde ocurre y con qué llega
La fase oscura, también llamada ciclo de Calvin o fase independiente de la luz, es donde se fabrica de verdad el azúcar. Ocurre en el estroma, el líquido que rodea a los tilacoides dentro del cloroplasto.
Llega con tres cosas:
- CO₂, que entra a la hoja por los estomas. Es la fuente de carbono: el esqueleto del azúcar.
- ATP, de la fase luminosa. Es la energía para armar los enlaces.
- NADPH, también de la fase luminosa. Es el poder reductor: los electrones que hay que meterle al CO₂ para convertirlo en azúcar.
Fijate en la división del trabajo, que es la idea central del tema: el CO₂ pone los átomos, la fase luminosa pone la energía y los electrones. La fase oscura no toma nada del aire más que carbono.
Qué pasa en el ciclo
- Fijación del CO₂. La enzima rubisco toma una molécula de CO₂ del aire y la pega a la RuBP, una molécula de 5 carbonos. Queda un compuesto inestable de 6 carbonos que se parte de inmediato en dos de 3.
- Reducción. Usando el ATP y el NADPH de la fase luminosa, esas moléculas de 3 carbonos se convierten en G3P, que ya es un azúcar simple.
- Regeneración. La mayor parte del G3P se reinvierte en volver a armar RuBP, para que el ciclo pueda recibir el siguiente CO₂. Solo una parte sale del ciclo.
Qué hace la rubisco, dicho en palabras llanas: es la enzima que atrapa el carbono del aire y lo mete en una molécula orgánica. Ese paso —pasar un carbono de gas a materia viva— se llama fijación del carbono, y es la puerta de entrada de prácticamente todo el carbono de la biosfera. La rubisco es, por eso, la proteína más abundante del planeta.
Por qué es un ciclo y no una línea
Es la pregunta conceptual del tema. La razón es el paso 3: el CO₂ no se puede pegar a cualquier cosa, tiene que pegarse a la RuBP. Y cada vez que se fija un carbono, se gasta una RuBP.
Si el ciclo no reconstruyera la RuBP, se quedaría sin receptor después de la primera vuelta y la planta no podría fijar más carbono. Por eso la mayor parte del producto se reinvierte en regenerar el receptor y solo una fracción sale como ganancia. Es exactamente lo que hace un negocio que reinvierte casi todo para poder seguir produciendo.
Y de ahí sale la cuenta de las seis vueltas: cada vuelta fija un solo carbono. La glucosa tiene seis. Así que hacen falta seis vueltas del ciclo para una molécula de glucosa, con sus seis CO₂ correspondientes. No es un número que haya que memorizar: es contar carbonos.
Ecuación global de la fotosíntesis
6 CO₂ + 6 H₂O + luz → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
Los seis CO₂ son las seis vueltas del ciclo de Calvin. Las seis aguas son las que se rompieron en la fase luminosa, y los seis O₂ son lo que sobró de romperlas.
Las dos fases, comparadas
| Fase luminosa | Fase oscura (ciclo de Calvin) | |
|---|---|---|
| Dónde | membrana del tilacoide | estroma |
| ¿Necesita luz? | sí, directamente | no directamente |
| Qué entra | agua y luz | CO₂, ATP y NADPH |
| Qué sale | O₂, ATP y NADPH | glucosa |
| Enzima que hay que saber | ATP sintasa | rubisco |
«Fase oscura» es un mal nombre
Se llama así porque no usa luz directamente, no porque ocurra de noche. Y en la práctica pasa lo contrario de lo que el nombre sugiere:
- El ciclo de Calvin consume ATP y NADPH, y esos dos los fabrica la fase luminosa.
- De noche no hay fase luminosa, así que no se repone ni ATP ni NADPH.
- Con las reservas agotadas, el ciclo de Calvin se detiene.
O sea que la fase «oscura» funciona sobre todo de día. Por eso el nombre que usan hoy los libros es fase independiente de la luz, que dice lo correcto: no necesita luz ella misma, pero sí necesita lo que la luz produjo.
Hay una segunda razón por la que las plantas no fotosintetizan de noche aunque quisieran: los estomas —los poros por donde entra el CO₂— siguen su propio ritmo, y sin CO₂ tampoco hay nada que fijar.
Los errores que más se cobran
- Creer que la fase oscura ocurre de noche. Depende de los productos de la fase luminosa, así que ocurre de día.
- Decir que el O₂ sale de esta fase. El oxígeno sale de la fase luminosa, de romper agua. Acá el CO₂ se queda entero como esqueleto del azúcar.
- Confundir estroma con tilacoide. Estroma = fase oscura; tilacoide = fase luminosa.
- Pensar que cada vuelta del ciclo produce una glucosa. Cada vuelta fija un carbono: hacen falta seis.
Tip para el examen
Reconstruí el tema con tres ideas. Primera: el CO₂ pone los carbonos y la fase luminosa pone la energía y los electrones; de ahí sale qué entra y qué sale de cada fase. Segunda: es un ciclo porque hay que regenerar la RuBP, que es el único receptor capaz de agarrar el CO₂, y por eso casi todo el producto se reinvierte. Tercera: cada vuelta fija un carbono y la glucosa tiene seis, así que seis vueltas. Y sobre el nombre: «oscura» significa «sin luz directa», no «de noche» —de hecho, de noche se detiene—.