La fotosintesi è il processo attraverso il quale l’energia luminosa viene convertita in energia chimica, convertendo l’anidride carbonica e l’acqua in molecole organiche. Il processo avviene in quasi tutte le alghe, e infatti molto di quello che si sa sulla fotosintesi è stato scoperto per la prima volta studiando l’alga verde Chlorella.
Per gentile concessione di Robert A. Andersen
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La fotosintesi comprende sia reazioni di luce che reazioni di buio (o ciclo di Calvin). Durante le reazioni di buio, l’anidride carbonica è legata al ribulosio bisfosfato, uno zucchero a 5 carboni con due gruppi fosfato attaccati, dall’enzima ribulosio bisfosfato carbossilasi. Questo è il passo iniziale di un processo complesso che porta alla formazione degli zuccheri. Durante le reazioni luminose, l’energia luminosa viene convertita nell’energia chimica necessaria per le reazioni scure.
Le reazioni luminose di molte alghe differiscono da quelle delle piante terrestri perché alcune di esse usano pigmenti diversi per raccogliere la luce. Le clorofille assorbono principalmente la luce blu e rossa, mentre i carotenoidi assorbono principalmente la luce blu e verde, e le ficobiliproteine assorbono principalmente la luce blu o rossa. Poiché la quantità di luce assorbita dipende dalla composizione e dalla concentrazione dei pigmenti presenti nell’alga, alcune alghe assorbono più luce ad una data lunghezza d’onda e quindi, potenzialmente, quelle alghe possono convertire più energia luminosa di quella lunghezza d’onda in energia chimica attraverso la fotosintesi. Tutte le alghe usano la clorofilla a per raccogliere la luce fotosinteticamente attiva. Le alghe verdi e le euglenofite usano anche la clorofilla b. Oltre alla clorofilla a, le altre alghe usano anche varie combinazioni di altre clorofille, clorofillidi, carotenoidi e ficobiliproteine per raccogliere ulteriore luce dalle lunghezze d’onda dello spettro non assorbite dalla clorofilla a o b. Le alghe cromofite, i dinoflagellati, le criptomonadi (classe Cryptophyceae) e la classe Micromonadophyceae, per esempio, usano anche i clorofillidi. (I clorofillidi, spesso chiamati erroneamente clorofille, differiscono dalle vere clorofille in quanto mancano della lunga coda di fitolo liposolubile che è caratteristica delle clorofille). Alcune alghe verdi usano i carotenoidi per raccogliere la luce fotosinteticamente attiva, ma le Dinophyceae e le alghe cromofite usano quasi sempre i carotenoidi. Le ficobiliproteine, che appaiono blu (ficocianine) o rosse (ficoeritrine), si trovano nelle alghe rosse e nelle criptomonadi.