ART EN LA BIOLOGÍA:
FOTOSÍNTESI EN PLANTES AQUÀTIQUES
La biologia també es art
Sovint hom pensa que la biologia experimental es propia de mentalitats analistas i cartesianes, on no hi ha lloc per les emocions ni per la contemplació de la bellessa. Semblaria que l’únic objectiu i finalitat d’un experiment és la demostració pràctica d’una hipòtesi. És clar que l’objectiu es aceptar o rebujar una teoría, però també pot servir per adornar-nos de la complexitat del mon viu.
El Dr. Andrés de Haro, catedràtic de zoología de la Universitat Autònoma de Bellaterra (un bon profesor i millor persona), ens deia “maravíllense al contemplar el mundo natural, porque esto les ayudarà a entenderlo”. Tenía raó. Per pragmática que sigui la ciencia, sempre ens dona motius per a maravellar-nos, com si d’una inmensa obra d’art es tractès.
L‘article que ve tot seguit, reprodueix un experiment que vaig fer sota la dirección i supervissió de Carme Duran i Manero el curs de batxillerat 1970-71 (jo tenia aleshores 15 anys). Aquest experiment em va maravellar perque, dins la seva senzillessa, no només és absolutament demostratiu de la hipòtesi de treball (les plantes, quan fan la fotosíntesi, desprenen oxigen) sino que és visualment bellíssim.
Ara que estic jubilant, i vist que no he trovat referencies actualitzades del procediment, he decidit replicar-lo a casa i posar procediments i resultats a l’avast de qui vulgui gaudir com jo he gaudit fent-l’ho.
L’experiment de la demostració de la fotosíntesi em va persuadir de que la ciencia també es art. Potser per això soc biòleg…
L’experiment
Abans de res, recordem que la fotosíntesi és el procés per el qual les plantes aprofiten el carboni del CO2 per al seu creixement, amb despreniment d'aigua i oxigen (veure fotosíntesi)
El plantejament bàsic de l’experiment es descriu al manual Nuffield Biology Teachers Guide 3 The Maintenance of Life (pp. 131-132).
Aquest manual es va editar al 1966. Val a dir que la col·lecció de manuals Nuffield van ser una eina pedagògica adelantada al seu temps I, enguany, encara es un referent en l’ensenyament de les ciencies naturals.
En l’experiment adaptat el 1970 per Carme Duran, de l’Institut Sant Josep de Calasanz, es va utilitzar blau de metilè com indicador del despreniment d'oxigen, enlloc de indigo-carmine. En la rèplica de 2023, que descriuré mes avall, també es va fer servir blau de metilè per la facilitat en la seva d’obtenció.
En l’experiment replicat no és factible la utilització de la planta Elodea perquè fa anys que ha estat declarada a Catalunya com a planta invasiva. Aquest vegetal ha envaït bona part dels nostres llacs i estanys, i la seva venda en establiments d’aquariofília està estrictament prohibida. Però és possible fer servir altres plantes aquàtiques amb resultats igual de bons.
L’experiment adaptat aprofita la característica del blau de metilé com a indicador de reaccions REDOX. En la forma reduïda és incolor, però vira a blau en la forma oxidada. En el cas del indigo-carmine, la forma reduïda es groga.
El hidrosulfit sòdic és un potent reductor, que torna incolor el blau de metilé, que es troba normalment en forma oxidada.
El procediment
L’experiment aprofita la característica del blau de metilé com a indicador de reaccions REDOX (Reducció-Oxidació). El blau de metilè es blau en estat oxidat i incolor en estat reduït. La presència d’oxigen fa que el blau de metilè torni a la forma oxidada (blava), amb alliberament d’aigua.
Reacció a blau de metilè reduït (blanc o glaucomethylene):
-Hidrosulfit sòdic 5% en aigua destil·lada, preparat en el moment.
(sinònim: sodium dithionite)
Hidrosulfit sòdic (sodium dithionite)
Proveïdors:
https://tejoloquehilo.es/es/mordientes-/156-1112-comprar-hidrosulfito.html (de Sant Celoni)
https://lanaytelar.es/producto/hidrosulfito-2/ (de Sevilla, una mica més econòmic que el de Sant Celoni)
El blau de metilè s’utilitza com desinfectant d’aquaris. Es pot trobar a l’1% (Amazon) o al 2% (Aliexpress). També en botiges d’aquariofília. Ambdues solucions son igualment adequades
-Aigua desionitzada: Una ampolla. Es pot comprar a qualsevol drogueria.
-Planta aquàtica
Es compra ambulia (Limnophila sessiliflora) a qualsevol botiga d’aqüicultura. La planta es manté en una cubeta amb aigua mineral (no de l’aixeta perquè pot tenir clor).
-PROCEDIMENT:
-Preparació de la planta: S’omple una cubeta de vidre transparent, coberta, de 500-600 mL amb aigua mineral i es deixa sota una llum forta, per 1 hora, Com a mínim, per activar la fotosíntesi.
-Preparació dels reactius:
-Blau de metilè al 2%. Comprat en botiga d’aquariofilia o per botiga online. Si és al 1% també va be.
-Hidrosulfit sòdic al 2.5%: Es pesa 2.5 g de hidrosulfit i es posa en un flascó de vidre amb 100 mL d’agua desionitzada. Si no tenim una balança, posem mitja cullerada de cafè d’hidrosulfit en un got d’aigua destil·lada.
La solució d’hidrosulfit s’ha de preparar al moment. Perd efectivitat com a reductor del blau de metilé amb rapidesa.
L’hidrosulfit sòdic és càustic en pols, i en dissolució desprèn vapors sulfurosos irritants. Cal manipular aquest reactiu amb guants, mascareta i ulleres de protecció.
Reactius
1. S’omple d’aigua mineral una la cubeta o pot de vidre de 500-600 mL. El millor és una cubeta de vidre rectangular, que es pot comprar a botigues de jardineria.
2. Amb una xeringa de plàstic o comptagotes es posa 1.5 mL (aproximadament) de solució de blau de metilè i es remena suaument amb un bastó o varilla de vidre.
3. Amb un comptagotes es va posant hidrosulfit al 2.5% i es va remenant amb suavitat, fins que el blau viri a incolor (1.5-2 mL de hidrosulfit).
4. S’agafa la ambulia i es fixa a la base amb una mica de plastilina perquè la planta estigui recta. Això es pot fer amb una pinça llarga de cuina o amb palets de menjar xinès. Atenció: la plastilina es desfà amb l’aigua si esta molt de temps.
5. Es posa la planta a la cubeta i es deixa en repòs sota la llum directa del sol o una font de llum intensa.
Per evitar que l’oxigen de l’aire torni blau el blau de metilè superficial, es pot posar amb cura, a la superfície de la cubeta, una mica d’oli de gira-sol.
El despreniment d’oxigen degut a la fotosíntesi es posa de manifest per l’aparició a l’agua de delicats fils de color blau que es surten de les fulles de la planta i avancen cap a la superficie de l'aigua. Els fils son produïts per la dissolució de l’oxigen en l’aigua, que es desprèn de la planta durant la fotosíntesi, provocant l'oxidació del blau de metilè dissolt (previament reduit amb el hidrosulfit), amb el canvi de color a blau.
Aquest article està dedicat a la memoria de Carme Duran i Manero, que va ser catedrática de Ciencies Naturals a l’Institut Sant Josep de Calasanz de Barcelona. Soc biòleg per culpa seva.
