Fluorescencia de Chl inducida por el sol y su importancia para el modelado biofísico de la fotosíntesis basado en reacciones de luz

Los avances recientes en la observación de la fluorescencia de Chl inducida por el sol (SIF) ofrecen una oportunidad sin precedentes para avanzar en la investigación de la fotosíntesis en entornos naturales. Sin embargo, aún carecemos de un marco analítico que guíe los estudios de SIF e integre los enfoques de fluorescencia activa bien desarrollados. Aquí, derivamos un conjunto de ecuaciones fundamentales acopladas para describir la dinámica de SIF y su relación con la fotosíntesis C3 y C4. Estas ecuaciones muestran que, aunque SIF es dinámicamente tan complejo como la fotosíntesis, la SIF medida simplifica el modelado fotosintético desde la perspectiva de las reacciones de luz al integrarse sobre las complejidades dinámicas de la fotosíntesis. Específicamente, la SIF medida contiene información directa sobre el transporte real de electrones desde el fotosistema II al fotosistema I, proporcionando un vínculo cuantificable entre las reacciones de luz y oscuridad. Con requisitos de entrada y parámetros significativamente reducidos, el modelo biofísico centrado en reacciones de luz y basado en SIF complementa el modelo bioquímico tradicional centrado en reacciones oscuras de la fotosíntesis. Sin embargo, la relación SIF-fotosíntesis es no lineal. Esto se debe a que la fotosíntesis se satura a alta luz, mientras que SIF tiene una mayor tendencia a seguir aumentando, ya que el rendimiento cuántico de fluorescencia tiene una sensibilidad relativamente atenuada a los niveles de luz. Las aplicaciones exitosas del modelo de fotosíntesis basado en SIF dependerán de una comprensión predictiva de varios procesos fisiológicos y biofísicos previamente poco explorados. Los avances pueden ser facilitados por esfuerzos coordinados en fisiología de plantas, teledetección y observaciones de flujo de covarianza de remolinos.