El pigmento secreto que protege a las algas del exceso de sol intriga a los científicos

Bajo la superficie marina, las algas verdes desarrollaron una estrategia singular para resistir los efectos nocivos de la exposición solar intensa. Un equipo de Osaka Metropolitan University, en colaboración con la Universidad de Padua, identificó que la sifoneína, un pigmento carotenoide presente en Codium fragile, funciona como un escudo natural durante la fotosíntesis.

El hallazgo, publicado el 1 de octubre de 2025 en Cell Reports Physical Science, muestra cómo estas algas mantienen la eficiencia fotosintética en condiciones de luz intensa, lo que previene daños celulares que pondrían en riesgo su supervivencia.

El descubrimiento, liderado por Ritsuko Fujii y Alessandro Agostini, resaltó la importancia de la sifoneína en la prevención del daño oxidativo. Durante la fotosíntesis, la clorofila absorbe luz solar y, en condiciones normales, transfiere esa energía para impulsar las reacciones químicas que sostienen la vida. Cuando la radiación resulta excesiva, la clorofila puede alcanzar un estado triplete, generando especies reactivas de oxígeno capaces de dañar las células.

Fujii explicó a través de Osaka Metropolitan University: “Los organismos utilizan carotenoides para disipar el exceso de energía o desactivar estos estados triplete, mediante un proceso conocido como transferencia de energía triplete-triplete (TTET)”.

Mecanismo de protección de la sifoneína

El mecanismo de protección de la sifoneína reside en su capacidad para desactivar con eficiencia los estados excitados de la clorofila. El equipo de investigación empleó espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica (EPR) para comparar Codium fragile con la espinaca, una planta terrestre.

En la espinaca se detectaron señales residuales de estados triplete de clorofila, mientras que en Codium fragile estos estados desaparecieron por completo, lo que indica que los carotenoides de las algas marinas eliminan estos estados potencialmente dañinos. La combinación de EPR y simulaciones químicas cuánticas permitió identificar a la sifoneína, localizada en un punto clave del complejo recolector de luz (LHCII), como principal responsable de esta protección.

La estructura electrónica particular de la sifoneína y su posición estratégica en el LHCII refuerzan su capacidad para disipar el exceso de energía, según detalló Osaka Metropolitan University.

La comparación con plantas terrestres como la espinaca resalta la singularidad de las algas marinas. Aunque ambos grupos poseen complejos recolectores de luz similares, Codium fragile contiene carotenoides inusuales, como la sifoneína y la sifonaxantina, que no solo permiten aprovechar la luz verde-azulada disponible bajo el agua, sino que también aumentan la resistencia frente a la radiación intensa.

Agostini señaló en Osaka Metropolitan University: “Nuestra investigación ha revelado que la estructura de la antena fotosintética de las algas verdes marinas posee una función fotoprotectora sobresaliente”.

Aplicaciones tecnológicas y nuevos horizontes

Este avance ofrece perspectivas para el desarrollo de tecnologías inspiradas en la naturaleza. Los mecanismos de disipación de energía presentes en las algas podrían aplicarse al diseño de sistemas solares más duraderos, con protección incorporada frente a la sobreexposición lumínica.

La investigación de Osaka Metropolitan University amplía el conocimiento sobre la adaptación de los organismos fotosintéticos y sugiere un modelo para innovaciones en energías renovables.

A futuro, el equipo de investigación planea profundizar en las características estructurales de los carotenoides que mejoran la disipación de energía, con el fin de diseñar pigmentos que optimicen los complejos fotosintéticos.

Según Fujii, citada por Osaka Metropolitan University, esta línea de trabajo podría allanar el camino hacia soluciones tecnológicas que imiten la sofisticada protección natural de las algas marinas.