El “truco cuántico” de las algas que las protege del sol y fascina a los físicos
Un pigmento descubierto en algas marinas actúa como un escudo natural contra la radiación solar intensa. Su eficacia para disipar energía podría inspirar una nueva generación de tecnologías solares más eficientes y resistentes.
Bajo la superficie del océano, donde la luz solar se vuelve difusa y azulada, las algas verdes han desarrollado un truco evolutivo extraordinario: un pigmento capaz de protegerlas del exceso de sol sin interrumpir la fotosíntesis. El hallazgo, publicado en Cell Reports Physical Science por investigadores de la Universidad Metropolitana de Osaka y la Universidad de Padua, revela que este pigmento —la sifoneína— funciona como un sofisticado mecanismo de defensa celular y podría inspirar futuras tecnologías de captación solar.
Sifoneína: el escudo invisible de las algas
Las algas del género Codium fragile viven en zonas costeras donde la luz puede ser tan intensa que, paradójicamente, pone en riesgo la fotosíntesis. En condiciones normales, la clorofila absorbe energía solar para impulsar las reacciones químicas que mantienen la vida. Pero cuando la radiación es excesiva, la molécula entra en un estado excitado inestable, capaz de producir especies reactivas de oxígeno que dañan las células.
Ahí entra en juego la sifoneína, un carotenoide con una función única: neutraliza el exceso de energía antes de que se convierta en daño. El equipo liderado por Ritsuko Fujii y Alessandro Agostini demostró que la sifoneína participa en un proceso llamado transferencia de energía triplete-triplete (TTET), en el que capta el exceso de energía de la clorofila y la disipa de forma segura como calor.
“Los organismos utilizan carotenoides para desactivar los estados excitados de la clorofila. La sifoneína es una de las más eficaces descubiertas hasta ahora”, explicó Fujii.
Lo que la espinaca no puede hacer
Para comprobarlo, los científicos compararon Codium fragile con una planta terrestre común: la espinaca. Usaron espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica (EPR), una técnica capaz de detectar los estados energéticos de las moléculas durante la fotosíntesis.
El resultado fue revelador: mientras en la espinaca persistían señales de clorofila excitada —indicativo de daño potencial—, en las algas marinas esos estados desaparecían por completo. La sifoneína, ubicada estratégicamente en el complejo recolector de luz (LHCII), actúa como una válvula de escape molecular. Su estructura electrónica y posición permiten disipar el exceso de energía sin afectar el rendimiento fotosintético.
Además, las algas marinas poseen otros carotenoides inusuales, como la sifonaxantina, que no solo captan luz verde-azulada en entornos submarinos, sino que también refuerzan la tolerancia lumínica extrema.
“La antena fotosintética de las algas marinas tiene una función fotoprotectora sobresaliente”, señaló Agostini.
El hallazgo tiene implicaciones que van más allá de la biología marina. Los investigadores creen que los mecanismos de disipación de energía observados en Codium fragile podrían aplicarse al diseño de paneles solares más estables y resistentes a la sobreexposición lumínica.
En los sistemas fotovoltaicos actuales, el exceso de radiación deteriora los materiales y reduce la eficiencia con el tiempo. Incorporar un modelo de protección similar al de las algas permitiría crear tecnologías solares biomiméticas, capaces de autorregular la luz y prolongar su vida útil.
El equipo de Osaka planea ahora diseñar pigmentos sintéticos inspirados en la sifoneína, utilizando simulaciones cuánticas para replicar su comportamiento a escala tecnológica.
“Nuestro objetivo es trasladar la sofisticación de la naturaleza a la ingeniería”, concluye Fujii. “La forma en que las algas manejan la luz podría ser la clave para la próxima generación de energías limpias”.
