Tecnologías Hemera/PhotoObjects.net/Getty Images

Las plantas y los animales trabajan en una danza finamente afinada, cada uno proporcionando lo que el otro necesita. Los desechos de uno a menudo se convierten en recursos del otro, creando un ciclo continuo de vida.

Durante la fotosíntesis y la respiración, se reciclan cuatro moléculas clave:

• Dióxido de carbono (CO₂) – un subproducto de la respiración, absorbido por las plantas para sintetizar glucosa.
• Oxígeno (O₂) – liberado por la fotosíntesis, inhalado por los animales para impulsar la respiración.
• Glucosa (C₆H₁₂O₆) – generado por plantas a partir de CO₂, consumido por las células para liberar energía.
• Agua (H₂O) – producido en la respiración, necesario para la fotosíntesis y muchos otros procesos celulares.

Sin embargo, no todas las sustancias producidas en la respiración celular se reciclan. Algunos se consideran residuos, aunque todavía pueden encontrar usos en otros contextos.

Fotosíntesis

Las plantas capturan la luz solar para producir alimento a partir del CO₂ atmosférico. En la primera etapa, las reacciones luminosas recolectan energía y liberan O₂. La segunda etapa, las reacciones oscuras (ciclo de Calvin), utilizan ATP y NADPH de la etapa luminosa para fijar el CO₂ en glucosa.

La reacción general es:

6 CO₂ + 6 H₂O + Energía luminosa → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Respiración Celular

En los eucariotas, la glucosa se oxida completamente para generar ATP. El proceso consta de cuatro fases principales:

1. Glucólisis – escisión anaeróbica de la glucosa en piruvato en el citoplasma.
2. Reacción del enlace – oxidación del piruvato a acetil‑CoA, que entra en las mitocondrias.
3. Ciclo de Krebs (ácido cítrico) – El acetil‑CoA se combina con el oxalacetato, produciendo transportadores de electrones y ATP.
4. Cadena de transporte de electrones – fosforilación oxidativa en la membrana mitocondrial interna, produciendo la mayor parte del ATP.

La reacción aeróbica completa es:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + 36–38 ATP

Productos de desecho de la respiración celular

Cuando el oxígeno es escaso o no está disponible, las células recurren a la fermentación, convirtiendo el piruvato en subproductos que no se reciclan en la misma vía.

• Fermentación del ácido láctico – el piruvato se reduce a lactato, regenerando NAD⁺. El hígado puede eliminar el lactato, pero generalmente se considera un desecho.
• Fermentación alcohólica – en la levadura, el piruvato se convierte en etanol y CO₂. Mientras que el desecho en el contexto de la respiración, el etanol tiene una importancia industrial y cultural generalizada.

Estos subproductos ilustran que incluso los sistemas biológicos más eficientes tienen productos que no se reutilizan inmediatamente, pero que desempeñan funciones cruciales más allá de la célula.