Que Gás É Produzido Pelas Plantas Durante A Fotossíntese

O que acontece dentro de uma folha quando ela recebe luz

A fotossíntese é o processo pelo qual as plantas convertem energia luminosa em energia química, e o subproduto desse processo é um gás que todos respiramos. A reação ocorre nos cloroplastos, organelas que contêm clorofila, e envolve dois estágios principais: as reações de luz e o ciclo de Calvin. Durante o estágio fotoquímico, a água é quebrada num processo chamado fotólise, e os átomos de oxigênio se recombinam para formar O, que é liberado para a atmosfera através dos estômatos das folhas. O gás é o oxigênio molecular (O). Não é um segredo, mas o detalhe que muita gente perde é que esse oxigênio vem da água, não do dióxido de carbono. Isso foi comprovado na década de 1940 com experimentos usando isótopos pesados de oxigênio. Quando Sanjeev van Niel propôs que a fotossíntese em plantas verdes usava água como doador de elétrons, muitos céticos. O trabalho de Ruben, Kamen e Hassid confirmou décadas depois com¹O. Se você usar CO marcado com isótopo pesado e água normal, o oxigênio liberado não será marcado. Se marcar a água e deixar o CO normal, o O liberado carrega o isótopo. Isso altera completamente a forma como se entende a fisiologia vegetal. A equação simplificada que todo mundo decora no ensino médio é 6CO + 6HO + luz CHO + 6O. Na prática, o que isso significa é que para cada molécula de glicose produzida, seis moléculas de oxigênio são liberadas. A relação é direta, mas o sistema é muito mais complexo do que a equação sugere. Os fotossistemas II e I trabalham em série, bombeando prótons através da membrana do tilacoide para gerar ATP, enquanto o NADP é reduzido a NADPH. O ciclo de Calvin usa esses dois compostos para fixar carbono em carboidratos.

Eu trabalho com medições de trocas gasosas em estufas controladas há anos, e já enfrentei um problema específico que pode interessar a quem mede taxa fotossintética. Quando se usa câmara de luz fechada para medir a produção de O, a concentração interna de oxigênio pode subir a ponto de estimular a fotorrespiração. Em plantas C, isso é particularmente crítico. A ribulose-1,5-bisfosfato carboxilase/oxigenase, conhecida como RuBisCO, começa a fixar oxigênio em vez de CO, e a taxa fotossintética líquida cai drasticamente. A solução que encontrei foi manter a concentração de CO na câmara em torno de 400 ppm, mas adicionar um pequeno fluxo de ar para renovar o gás, senão os dados ficam irreconhecíveis em menos de quinze minutos. Sem renovação, o oxigênio acumulado distorce completamente a leitura. Outro ponto que passa despercebido: a fotossíntese não produz oxigênio o dia todo. À noite, as plantas param de fotossintetizar e passam a respirar, consumindo O e liberando CO. O saldo líquido depende da intensidade luminosa e da temperatura. Em condições de baixa luz, como num dia nublado ou sob dossel denso, a fotossíntese pode nem cobrir a respiração da planta, e o balanço torna-se negativo. Isso é especialmente relevante em estufas e sistemas fechados de cultivo, onde a ventilação noturna é essencial para evitar hipóxia nas raízes e estresse metabólico. A eficiência quântica da fotossíntese também varia entre espécies. Plantas C como milho e cana-de-açúcar possuem um mecanismo de concentração de CO que suprime a fotorrespiração, e nisso elas superam plantas C como soja e trigo em ambientes quentes e secos. Plantas CAM, como cactos e suculentas, abrem os estômatos à noite para fixar CO em ácidos orgânicos e fecham durante o dia, reduzindo a perda de água. Todas elas produzem oxigênio durante a fotossíntese, mas os mecanismos e as condições ideais são radicalmente diferentes.

Se você está lendo isso porque precisa de uma resposta simples para uma prova ou curiosidade rápida, o gás é oxigênio. Mas se quer entender de verdade o que acontece, o importante é saber que o O vem da água, que a RuBisCO é uma enzima ambivalente que tanto fixa carbono quanto oxigênio, e que o oxigênio produzido é apenas uma parte de um sistema muito mais vasto que envolve balanço energético, troca gasosa e adaptação ambiental. Nada disso é intuitivo, mas é o que separa quem decorou uma equação de quem consegue prever o comportamento de uma planta sob estresse.