¿Por qué las cianobacterias son más efectivas en la fotosíntesis que las plantas?

Supongo que podría haber confundido la “efectividad”, que puede medirse de muchas maneras, y algunas tasas específicas. Las cianobacterias tienen una tasa de asimilación por luz. (por ejemplo, átomos de carbono por fotón). Eso no los hace ‘efectivos’ ya que la explicación es el ambiente de las cianobacterias. Pueden mantener un alto índice de crecimiento ya que están suspendidos en agua y producen principalmente moléculas bastante simples. Los árboles terrestres necesitan producir un esqueleto que demande energía y que involucre moléculas complejas que demandan energía, como celulosa y lignina.

La producción de ATP, la mejor forma de efectividad fotosintética, no es realmente tan diferente.

No hay evidencia de que las cianobacterias, una planta verde fotosintéticamente más baja, una bacteria, sea más o menos efectiva en la fotosíntesis que las plantas verdes altas individualmente. Como especie, colectivamente, las cianobacterias representan más actividad fotosintética que cualquier otro género de plantas simplemente porque su masa total supera con creces la masa de cualquier otro género en el planeta.

Todos los demás géneros de plantas están restringidos en su hábitat. Algunos son exclusivos del agua marina, algunos son frescos; algunas áreas montañosas, algunas elevaciones bajas; algunas regiones áridas, algunas selvas tropicales. Cyanobactyeria es omnipresente. Son tan frecuentes en las aguas marinas que representan el 90% de toda la actividad fotosintética en los océanos. La actividad fotosintética total en la tierra es mucho menor, pero ocupan todos los nichos de la Tierra que tienen humedad: desde los polos, a las cimas de las montañas, a los suelos en todos los climas, excepto en las arenas del Sahara; a las conchas de tortuga y al pelaje de los perezosos. Por lo tanto, las cianobacterias tienen una cantidad total de fotosíntesis que cualquier otra planta, pero individualmente no son más efectivas.

El hecho de que la superficie terrestre esté cubierta de plantas, no de algas, indica que las plantas son el fotoautótrofo más efectivo en la mayoría de los hábitats terrestres. En el océano abierto, sin embargo, encontrará principalmente microalgas y algunas cianobacterias, como Prochlorococcus, son particularmente numerosas. Si se pregunta por qué estas algas, que tienen una mayor eficiencia fotosintética (medida como carbono fijado por cantidad de fotones), pierden plantas en la tierra, la respuesta corta es que la eficiencia rara vez confiere una ventaja reproductiva o competitiva en biología.

En cuanto a por qué las cianobacterias y las microalgas son más eficientes en la fotosíntesis, es principalmente porque son pequeñas (generalmente) unicelulares y tienen enzimas para bombear activamente dióxido de carbono a sus células (las plantas dependen de la difusión pasiva). Ser pequeño les da una relación superficie-volumen muy alta. Ser unicelular significa que todas las células están haciendo fotosíntesis en comparación con una planta que necesita alimentar tejidos no fotosintéticos. Las enzimas de bombeo de dióxido de carbono permiten a las cianobacterias y microalgas evitar algunos de los subproductos dañinos de la fotosíntesis que se acumulan cuando no hay suficiente dióxido de carbono en la célula para igualar el suministro de energía de las reacciones de luz.