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La ecuación más importante de la biología

El lenguaje matemático es la traducción para la comprensión humana de la realidad misma. A través de complejas ecuaciones es que hemos llegado a comprender situaciones tan intrincadas como la relatividad misma. Pero no sólo la física o la mecánica cuántica tienen expresiones matemáticas que son la plena esencia de su ciencia, la biología misma también tiene una ecuación muy importante con la que podría describirse la vida misma.

Energía, carbono y electrones 

Todo ser necesita tres factores que lo dotarán de vida: una fuente de energía, una fuente de carbono y una fuente de electrones. En ese sentido, la fotosíntesis es el ejemplo más claro que engloba cómo la sumatoria de factores abióticos a través de una serie de procesos, posibilitan la vida. Y aunque si bien la fotosíntesis no es especialmente eficiente desde el punto energético, sí que es la forma definitiva de autosuficiencia. Además, los primeros organismos capaces de realizar fotosíntesis oxigénica, fueron los primeros en producir carbohidratos y oxígeno a partir del agua y el dióxido de carbono. Gracias a ellas se dio el primer Gran Evento de Oxidación que más tarde posibilitara la vida compleja.

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En ese sentido, la ecuación más importante de la biología es CO 2 + H 2 O → C 6 H 12 O 6 + O 2. (Su versión balanceada es: 6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2). Cuya traducción sería: dióxido de carbono + agua → glucosa + oxígeno. Y aunque es engañosamente simple, describe el proceso mediante el cual las plantas y los organismos fotosintéticos obtienen sus fuentes de vitalidad. Y cómo a su vez, el resultado sirve de alimento a la vida compleja, incluido el hombre. Es decir, sin el oxígeno en la atmósfera, el ser humano no se hubiera desarrollado. Probablemente existirían otras formas de vida muy distintas a lo que conocemos, o simplemente no existiría. 

Detrás de la ecuación más importante de la biología 

Dentro de esta ecuación tan importante para la biología, se puede apreciar cómo el agua es la fuente de electrones que las plantas necesitan para comenzar el proceso fotosintético. Cuando la fuente de luz (energía) golpea la clorofila, esta molécula cede sus electrones que luego desencadenarán otras reacciones asombrosas. Sin embargo, la molécula de clorofila desea recuperar sus electrones, por lo que los roba a la molécula de agua que termina separada en dos protones (H+) y un átomo de oxígeno. El átomo de oxígeno ahora se encuentra solo y no está conforme con ello, así que busca un compañero y se asocia con otro átomo de oxígeno, formando O2. Esta última es la forma molecular del gas que respiramos.

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Pero ese es tan sólo el comienzo de la travesía. Regresando a los electrones cedidos por la clorofila, estos pasan de una proteína a otra y a medida que viajan por los tejidos de la planta, hacen que los protones sean bombeados a la membrana del fotosistema llamada tilacoide. Con esta acción se genera un poderoso gradiente electroquímico, como si se tratase de una batería. Sin embargo, así como la batería de su móvil, este gradiente electroquímico agotará su energía en algún punto. En ese momento y para contrarrestarlo, se genera una molécula rica en energía llamada ATP.

Cuando los electrones que han estado saltando de una proteína a otra, finalmente terminan su viaje, se depositan en una molécula llamada NADPH. Si se tuviera que describir a NADPH como un artefacto humano, entonces sería una catapulta de electrones. Ya que es capaz de transportarlos hasta donde se requieran con la finalidad de construir algo más, a través de un proceso que los expertos conocen como el ciclo de Calvin.

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Alimento para casi todas las formas de vida

Este ciclo es el momento en donde se une a la aventura otro factor abiótico de suma importancia, el dióxido de carbono. En este momento se transforma el dióxido de carbono en una forma sólida que luego será combinada con una azúcar de cinco carbonos. El resultado será una azúcar de seis carbonos llamada G3P, la piedra angular de la subsistencia de las plantas. Gracias a ella, la planta puede hacer una variedad de procesos. Desde generar su propio alimento, hasta construir moléculas estructurales que ayuden a la planta a crecer.

La mayor parte de la vida que comparte con nosotros este planeta, dependen de la fotosíntesis. Este proceso alimenta con su oxígeno a los seres aeróbicos que dependen completamente de él. Sin el desarrollo del proceso descrito en la ecuación de la fotosíntesis simplemente no existiríamos, por ello se le considera como la expresión más importante de la biología.

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