Questão 121 do ENEM 2020 — Ciências da Natureza

O experimento de Engelmann é um clássico para investigar quais cores da luz (quais comprimentos de onda) tornam a fotossíntese mais eficiente. A sacada está em usar seres vivos como "medidores" naturais.

A lógica por trás do experimento

Dois organismos entram em cena:

1. Uma alga verde filamentosa, que realiza a fotossíntese ao longo de todo o seu comprimento.
2. Bactérias aeróbias, que dependem de gás oxigênio ($O_2$) para respirar e sobreviver.

Na fotossíntese, a alga consome gás carbônico e água na presença de luz e libera $O_2$. Quanto mais intensa a fotossíntese em um trecho do filamento, mais oxigênio é liberado ali. Como as bactérias aeróbias nadam em direção ao oxigênio, elas funcionam como um detector biológico:

$\text{maior fotossíntese} \;\rightarrow\; \text{maior liberação de } O_2 \;\rightarrow\; \text{mais bactérias aeróbias acumuladas}$

Interpretando a figura

Na figura, o filamento da alga está sobreposto ao microespectro, cujas faixas estão identificadas como Vermelho, Amarelo, Verde, Azul, Anil e Violeta. As bactérias aeróbias aparecem aglomeradas nas extremidades: uma concentração na região do Vermelho e outra nas faixas azul/anil/violeta. A faixa do Vermelho é onde se vê o maior acúmulo de bactérias.

Isso condiz com o funcionamento da clorofila, que absorve intensamente a luz na faixa do vermelho (e também na região do azul-violeta), convertendo essa energia em fotossíntese. Onde a absorção é maior, a produção de $O_2$ é maior e as bactérias se concentram.

Por que não é o verde

É comum pensar que, sendo a alga verde, ela usaria justamente a luz verde. Ocorre o contrário: a alga é verde porque a clorofila reflete a luz verde em vez de absorvê-la. Por isso a fotossíntese é baixa nessa faixa — coerente com a pequena presença de bactérias na região central do espectro.

Portanto, a faixa do microespectro com maior taxa de realização fotossintética é a do vermelho.