Tens à tua frente uma tigela gigante
de Crocantes de Carbono cheios de energia.
Uma colher. Duas. Três.
Pouco depois, estás abastecida pelo pico de energia
que vem da tua refeição.
Mas como é que essa energia chegou à tua tigela?
A energia existe na forma de açúcares
fabricados pela planta da qual vieram os teus cereais,
como o trigo ou o milho.
Como podes ver, o carbono é o esqueleto químico,
e as plantas vão buscar a dose de que precisam
na forma de dióxido de carbono, CO2,
a partir do ar que todos respiramos.
Mas como é que a fábrica de energia de uma planta,
situada no estroma do cloroplasto,
transforma um gás com um carbono, como o CO2,
num sólido com seis carbonos, como a glicose?
Se estás a pensar na fotossíntese, tens razão.
Mas a fotossíntese divide-se em duas etapas.
A primeira, que armazena a energia que vem do Sol
sob a forma de trifosfato de adenosina, ou ATP.
E a segunda, o ciclo de Calvin, que captura o carbono
e o transforma em açúcar.
Esta segunda fase representa uma das linhas de produção
mais sustentáveis da Natureza.
E, com isso, bem-vinda à fábrica mais minúscula do mundo.
As matérias-primas?
Uma mistura de moléculas de CO2 provenientes do ar,
e moléculas pré-montadas chamadas
ribulose bifosfato, ou RuBP,
que contêm, cada uma, cinco carbonos.
O iniciador? Uma enzima muito trabalhadora, chamada rubisco
que solda um átomo de carbono de uma molécula de CO2
à cadeia de RuBP
para construir uma sequência inicial de seis carbonos.
Esta divide-se rapidamente em duas cadeias mais curtas
que contêm três carbonos cada uma
e se chamam fosfogliceratos, ou PGA, para abreviar.
Entra o ATP e uma outra molécula chamada
fosfato de nicotinamida adenina dinucleótido,
ou simplesmente NADPH.
O ATP, que funciona como um lubrificante, distribui energia,
enquanto o NADPH acrescenta um hidrogénio a cada uma das cadeias de PGA,
transformando-os em moléculas chamadas
gliceraldeído 3-fosfato, ou G3P.
A glicose precisa de seis carbonos para se formar,
obtidos a partir de duas moléculas de G3P,
que, a propósito, têm entre si no total seis carbonos.
Portanto, acabámos de fabricar açúcar, certo?
Nem por isso.
O ciclo de Calvin funciona como uma linha de produção sustentável,
o que significa que aquelas RuBP originais
que deram um empurrão no início,
precisam de ser recriadas reutilizando os materiais
que estão dentro do ciclo agora.
Mas cada RuBP precisa de cinco carbonos
e o fabrico da glicose precisa de seis.
Alguma coisa não bate certo.
A resposta encontra-se num facto fenomenal.
Enquanto estivemos concentrados nesta linha de produção isolada,
houve outras cinco a funcionar ao mesmo tempo.
Com seis correias transportadoras a deslocar-se em uníssono,
não há apenas um carbono que é soldado
a uma cadeia de RuBP,
mas sim seis carbonos soldados a seis RuBP.
Isto cria 12 cadeias de G3P em vez de apenas duas,
o que significa que, no total, há 36 carbonos:
o número exacto que é preciso para fabricar açúcar
e para reconstruir aquelas RuBP.
Dos 12 G3P agrupados,
dois são escoados para formar
aquela cadeia de glicose com seis carbonos, rica em energia.
Aquela que te está a abastecer através do teu pequeno-almoço. Sucesso!
Mas voltando à linha de produção,
os produtos secundários desta produção de açúcar
são prontamente montados para recriar aquelas seis RuBP.
Isso necessita de 30 carbonos,
o número exacto contido pelos restantes 10 G3P.
Agora acontece uma remistura molecular.
Dois dos G3P são soldados para ficarem unidos,
formando uma sequência de seis carbonos.
Juntando um terceiro G3P, forma-se uma cadeia de nove carbonos.
A primeira RuBP, formada por cinco carbonos,
é moldada a partir daqui,
deixando quatro carbonos para trás.
Mas aqui não há desperdício.
Estes são soldados a uma quarta molécula de G3P,
formando uma cadeia de sete carbonos.
Juntando uma quinta molécula de G3P,
forma-se uma cadeia de dez carbonos,
que já é suficiente para originar mais duas RuBP.
Com três RuBP completas recriadas
a partir de cinco dos dez G3P,
multiplicando simplesmente este processo por dois
iremos renovar as seis cadeias de RuBP
que são necessárias para reiniciar o ciclo.
Portanto, o ciclo de Calvin gera o número exacto
de elementos e processos
que são necessários para manter esta linha de produção bioquímica
a funcionar interminavelmente.
E este é apenas um das centenas de ciclos
que estão presentes na Natureza.
Porquê tantos?
Porque se os processos de produção biológica fossem lineares,
não seriam nem tão eficientes nem tão bem sucedidos
como a utilização de energia para fabricar os materiais
com que a Natureza conta, como o açúcar.
Os ciclos criam voltas vitais de feedback
que reutilizam e reconstroem os ingredientes repetidamente
originando tanto quanto possível
a partir dos recursos disponíveis no planeta.
Como, por exemplo, esse açúcar,
construído a partir de luz do Sol e carbono em bruto
convertido em fábricas nas plantas
para se transformar na energia que te abastece
e que mantém os ciclos a rodar na tua própria vida.