Luz solar

La luz solar es la radiación electromagnética emitida por el Sol que llega a la Tierra. Desde el punto de vista biológico es la fuente de energía de casi todos los ecosistemas: permite la fotosíntesis, regula los ritmos de plantas y animales, interviene en la síntesis de vitamina D y, en exceso, puede dañar los tejidos vivos.

¿Qué es la luz solar?

El Sol emite energía en un amplio espectro de longitudes de onda. Esa radiación tarda unos 8 minutos y 20 segundos en recorrer los aproximadamente 150 millones de kilómetros que nos separan de nuestra estrella. En la parte alta de la atmósfera, la intensidad es de unos 1361 W/m², valor conocido como constante solar. La atmósfera absorbe y dispersa una parte, de modo que a la superficie llega menos.

La mayor parte de la energía solar que alcanza el suelo es luz visible e infrarroja; el ultravioleta supone solo una pequeña fracción.

La luz solar y la fotosíntesis

La función biológica más importante de la luz solar es alimentar la fotosíntesis. En los cloroplastos, la clorofila absorbe sobre todo luz azul y roja, y la energía captada se emplea para convertir dióxido de carbono y agua en glucosa y oxígeno:

6 CO₂ + 6 H₂O + luz → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Las plantas reflejan la luz verde, que es la que no usan en gran medida, y por eso las hojas nos parecen de ese color. La radiación utilizable en la fotosíntesis (de 400 a 700 nm) se llama radiación fotosintéticamente activa (PAR).

Este proceso es la entrada de energía de la mayoría de las cadenas tróficas y, además, es el origen del oxígeno atmosférico. Las algas del fitoplancton, que viven en la zona fótica de los océanos (aproximadamente los primeros 200 m), producen una proporción enorme del oxígeno del planeta. Hay excepciones notables: los ecosistemas de fuentes hidrotermales viven de la quimiosíntesis, sin luz.

Efectos en las plantas

• Fototropismo: los tallos crecen hacia la luz gracias a la auxina, hormona que se acumula en el lado sombreado. Lo detectan fotorreceptores como las fototropinas.
• Fotoperiodo: la duración del día y de la noche controla la floración. Los fitocromos, que perciben la luz roja, permiten distinguir las plantas de día corto (crisantemo), de día largo (espinaca) y de día neutro.
• Germinación y desarrollo: la luz influye en la apertura de los estomas, el color y la forma de las hojas y la síntesis de pigmentos.
• Adaptaciones a la intensidad: hay plantas de sol y de sombra, con hojas de grosor y cantidad de clorofila distintos.

Efectos en los animales y en las personas

• Visión: la luz permite que los fotorreceptores de la retina (conos y bastones) generen imágenes.
• Ritmos circadianos: el ciclo de luz y oscuridad sincroniza el reloj biológico de unas 24 horas. La luz suprime la melatonina, hormona que favorece el sueño. Por eso la exposición a luz intensa de noche altera el descanso.
• Vitamina D: la radiación UV-B transforma en la piel un derivado del colesterol en provitamina D3, que el hígado y el riñón convierten en su forma activa. Es esencial para absorber calcio y mantener los huesos.
• Estado de ánimo: la menor luz del invierno se asocia con el trastorno afectivo estacional en algunas personas.
• Conducta estacional: el fotoperiodo desencadena la migración, la reproducción y el celo en muchas especies de aves y mamíferos.
• Termorregulación: los reptiles toman el sol para elevar su temperatura corporal.

Riesgos de la radiación solar

El ultravioleta tiene energía suficiente para dañar el ADN y causar mutaciones, entre ellas los dímeros de timina. La sobreexposición provoca quemaduras, envejecimiento prematuro de la piel, cataratas y aumenta el riesgo de cáncer de piel, incluido el melanoma. La capa de ozono de la estratosfera absorbe gran parte del UV-B y casi todo el UV-C, así que protege la vida en la superficie.

Los organismos han desarrollado defensas: la melanina en la piel, la reparación del ADN y, en las plantas, pigmentos como los flavonoides. Las recomendaciones sanitarias aconsejan evitar el sol de mediodía, usar fotoprotección y mantener una exposición moderada.

Luz solar y medio ambiente

El Sol calienta de forma desigual la Tierra, lo que genera los vientos, las corrientes oceánicas y el ciclo del agua. La inclinación del eje terrestre produce las estaciones, con consecuencias directas sobre los seres vivos, como en el caso del otoño. Además, la energía solar es aprovechable mediante paneles fotovoltaicos y térmicos, una alternativa renovable a los combustibles fósiles.

Preguntas frecuentes

Referencias

• Taiz, L. y Zeiger, E. (2010). Plant Physiology (5.ª ed.). Sinauer Associates.
• Holick, M. F. (2007). «Vitamin D deficiency». New England Journal of Medicine, 357(3), 266-281.
• Reece, J. B. et al. (2014). Campbell Biology (10.ª ed.). Pearson.