Sorpresa colosal en biología: las cianobacterias tienen un protector solar que quizá pueda mejorar los cultivos

Las cianobacterias integran un grupo de organismos fotosintéticos con presencia global y rasgos evolutivos que permiten observar procesos biológicos de larga duración. Desde hace tiempo, se investiga cómo gestionan la luz y qué estructuras sostienen esa capacidad de adaptación en escenarios donde la radiación es cambiante.

Ahora, un reciente trabajo académico vuelve a situarlas como modelo útil para comprender el vínculo entre captación energética y protección celular. Este nuevo análisis examina un componente interno relacionado con la absorción de luz y su reacción ante variaciones bruscas de intensidad.

¿Por qué afirman que las cianobacterias podrían servir para mejorar los cultivos?

Las cianobacterias, consideradas entre los organismos más antiguos del planeta, poseen una estructura intracelular denominada ficobilisoma, clave en la captación de luz. Funciona como un sistema que conduce la energía hacia el aparato fotosintético.

Sin embargo, su acción no se limita a recolectar fotones: también participa en procesos de regulación cuando la radiación aumenta de manera repentina.

La investigación, publicada en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, describe la participación de una proteína llamada proteína carotenoide naranja. Este elemento se activa cuando la luz alcanza niveles elevados y se une al ficobilisoma para disipar parte de la energía acumulada. El proceso evita que la maquinaria fotosintética sufra daños por saturación.

A pesar de conocerse este comportamiento, faltaba información sobre el sitio exacto de unión y si dicha localización variaba según la arquitectura del ficobilisoma en diferentes especies de cianobacterias.

Los investigadores analizaron este punto y destacaron que el mecanismo se conserva incluso cuando el complejo presenta variaciones estructurales. De este modo, aunque la proteína se acopla en posiciones distintas, mantiene la misma capacidad para ajustar el flujo energético.

¿Cómo opera el sistema de gestión luminosa en las cianobacterias?

El equipo utilizó técnicas de espectroscopía de partícula única para observar moléculas individuales sin que se desplazaran en el entorno líquido. Se empleó un dispositivo especializado que estabiliza los ficobilisomas y permite registrar en tiempo real cómo se mueve la energía dentro de ellos.

Se estudiaron dos configuraciones: una con tres cilindros y otra con cinco. En ambas, la proteína carotenoide naranja se unió en puntos distintos, pero alcanzó resultados equivalentes en la reducción del exceso de energía.

Este comportamiento sugiere que el mecanismo evolutivo se ha mantenido, pero con flexibilidad suficiente para adaptarse a arquitecturas diversas. La proteína puede reubicarse en el complejo sin perder su función. Los investigadores validaron las observaciones mediante simulaciones informáticas que reconstruyeron el tránsito de fotones dentro del sistema.

Los resultados confirmaron que, pese a los cambios arquitectónicos, la respuesta de protección es similar.

El trabajo resalta que estas estructuras combinan modularidad y especificidad. Aunque pueden intercambiar componentes y reorganizarse, mantienen la capacidad de ajustar la absorción luminosa en condiciones variables. Se trata de un ejemplo de cómo la evolución conserva funciones clave mediante adaptaciones mínimas.

Un mecanismo flexible que mantiene la protección de distintos organismos

Los resultados apuntan a que la proteína carotenoide naranja no es el único elemento responsable de proteger al organismo. Existen otros componentes con capacidad para actuar como interruptores moleculares o fusibles internos.

Estos podrían modificar su forma o romperse en el momento adecuado para redirigir energía y evitar daños. La coexistencia de varios mecanismos refuerza la estabilidad del sistema fotosintético en las cianobacterias.

La investigación plantea que la combinación de estructuras simétricas y módulos intercambiables facilita la adaptación entre especies con ficobilisomas distintos.

Así, aunque la proteína accesorio se sitúe en puntos no equivalentes, la función global permanece. Este equilibrio entre variación estructural y conservación funcional constituye un patrón frecuente en organismos fotosintéticos.

Los autores destacan que las nuevas herramientas de observación permiten visualizar procesos que antes solo podían inferirse de manera indirecta. La información recolocó el foco sobre la importancia de los complejos luminíferos y su comportamiento en situaciones de estrés por luz.

La comprensión de estos procesos podría ayudar a orientar desarrollos tecnológicos y agrícolas. El análisis de cómo las cianobacterias modulan la luz abre interrogantes sobre la posibilidad de utilizar estos mecanismos en cultivos sometidos a radiación intensa.

Así, la gestión eficiente del exceso de energía podría inspirar estrategias para el diseño de plantas con mayor capacidad de adaptación a entornos extremadamente luminosos.