Es un hecho conocido que el magnesio es una parte muy importante de la fotosíntesis y la clorofila. He buscado por todas partes para tratar de encontrar esta pregunta, pero nunca he obtenido una respuesta sólida.
¿Cuál es el papel del magnesio en la molécula de clorofila y qué pasaría si fuera reemplazado por otro metal alcalinotérreo, como el berilio o el calcio?
No podía simplemente reemplazar el Magnesio directamente sin hacer otros cambios.
Tomando el berilio como primer ejemplo.
En los organismos similares a las plantas hay al menos dos tipos diferentes de clorofila, funcionan en pares de forma sinérgica, uno como agente oxidante y otro como agente reductor en el ciclo ATP y NADPH (síntesis de glucosa), (más sobre fotosíntesis ) . Debería considerar las energías de enlace entre el ion Mg +2 (catión) y cualquier anión correspondiente. Las energías de enlace para el berilio son mucho más altas, lo que significa que necesitaría fotones de mayor energía para ser absorbidos por su nueva versión de clorofila (llamémosla NVC).
Lo que pasa con las moléculas de clorofila es que tienen colas que actúan como antenas, sintonizadas a una longitud de onda de luz específica , correspondiente a su espectro de absorción . En el caso de su NVC, deberá sintonizarlo a una frecuencia más alta, es decir. truncar la cola de la molécula, y de una manera específica de longitud de onda.
El espectro electromagnético se muestra en esta tabla , las energías más altas (longitudes de onda más cortas) más cerca de la parte superior.
No soy lo suficientemente químico físico para decirle cómo puede hacer esto, pero puedo decir que el berilio probablemente haría que sus plantas necesitaran fotones de energía ultravioleta y más allá, tal vez incluso en el espectro de rayos X para funcionar, si lo haría en absoluto.
Editar: la energía de unión del calcio resulta ser menor que la del magnesio, tal vez un NVC de cola más larga esté en orden y la absorción de la luz infrarroja sería el método de fotosíntesis.
Inicialmente pensé que esto no se trata de construir mundos, pero luego me preguntaste sobre cambiar el magnesio por otra cosa.
La mayoría de las clorofilas tienen magnesio en su núcleo de cloro. Las clorofilas absorben energía de la luz y luego transfieren esa energía a otras clorofilas por resonancia . Este es un mecanismo muy delicado y afinado (sin juego de palabras). Cambiando cualquier parte de la molécula entera cambia su color - en serio, revisa la diferencia entre las clorofilas A y B - y así:
En teoría, puede realizar cualquier cambio en la molécula siempre que no se vuelva venenosa y aún absorba luz en algún espectro. Por ejemplo, la feofitina es una clorofila azulada.
En la práctica, sin embargo, la naturaleza selecciona lo que es más eficiente. Las plantas de hojas rojas y moradas existen, pero parece que la variedad verde de clorofila no tiene igual en eficiencia fotosintética. Un planeta diferente con una estrella madre diferente podría hacer que algún otro color sea mejor. ¿Pero bajo un cielo azul la mayor parte del día y rojo al final? Elige algo que absorba esos colores, haciendo que la hoja sea verde. En otras palabras, clorofilas a base de magnesio.
También tenga en cuenta que el átomo que desea utilizar debe ser abundante. Estaría en apuros para desarrollar clorofilas a base de niobio independientemente de su color, por ejemplo.
Dubukay
Muppet enojado