Noua metodă de fotosinteză artificială crește alimente fără soare

Cum putem cultiva mai multe alimente folosind mai puține resurse? Oamenii de știință s-au concentrat asupra acestei întrebări de zeci de ani, dacă nu de secole, deoarece o populație globală în continuă creștere necesită căutarea constantă de noi modalități de a produce alimente în moduri durabile și accesibile.

Iată o întrebare pe care cei mai mulți dintre noi nu ne-am gândit niciodată, pentru că pare atât de insondabilă: dacă culturile ar putea crește fără lumina soarelui - nu fermă verticală-stil, unde lumina LED inlocuieste soarele, dar in intuneric total?

O lucrare publicată săptămâna trecută în Mâncare în natură detaliază o metodă pentru a face tocmai asta.

Fotosinteză folosește o serie de reacții chimice pentru a transforma dioxidul de carbon, apa și lumina solară în glucoză și oxigen. Stadiul dependent de lumină este primul și se bazează pe lumina soarelui pentru a transfera energie plantelor, care o transformă în energie chimică. Urmează etapa independentă de lumină (numită și Ciclul Calvin), când această energie chimică și dioxidul de carbon sunt folosite pentru a forma molecule de carbohidrați (cum ar fi glucoza).

O echipă de cercetare de la UC Riverside și Universitatea din Delaware a găsit o modalitate de a trece peste stadiul dependent de lumină, oferind plantelor energia chimică de care au nevoie pentru a finaliza Ciclul Calvin în întuneric total. Au folosit o electroliză pentru a transforma dioxidul de carbon și apă în acetat, o formă de sare sau ester a acid acetic și o bază comună pentru biosinteză (este, de asemenea, componenta principală a oțetului). Echipa a alimentat plantele în întuneric cu acetat, constatând că au putut să-l folosească, deoarece ar fi folosit energia chimică pe care ar fi obținut-o din lumina soarelui.

Ei și-au încercat metoda pe mai multe soiuri de plante și au măsurat diferențele de eficiență de creștere în comparație cu fotosinteza obișnuită. Algele verzi au crescut de patru ori mai eficient, în timp ce drojdia a înregistrat o îmbunătățire de 18 ori.

Problema cu fotosinteza, deși există de la începutul vieții pe Pământ, este că este capabilă să transforme doar aproximativ un procent din energia pe care o primește din lumina soarelui în „hrană” pentru plantă. Echipa a avut, de asemenea, succes în hrănirea cu acetat a plantelor de cowpea, roșii, tutun, orez, canola și mazăre verde.

„De obicei, aceste organisme sunt cultivate pe zaharuri derivate din plante sau inputuri derivate din petrol – care este un produs al fotosintezei biologice care a avut loc cu milioane de ani în urmă.” a spus Elizabeth Hann, co-autorul principal al studiului. „Această tehnologie este o metodă mai eficientă de a transforma energia solară în hrană, în comparație cu producția de alimente care se bazează pe fotosinteza biologică.”

Decuplarea creșterii plantelor de lumina soarelui, oricât de bizar pare, ar avea beneficii potențiale uriașe pentru producția de alimente. Pe măsură ce schimbările climatice fac vremea și, prin urmare, recoltele recoltelor să fie din ce în ce mai imprevizibile, devine din ce în ce mai atrăgător – și mai necesar – cultivarea alimentelor în medii controlate, precum cele din ferme verticale. A fi capabil să crească mai multe culturi în interior ar aduce, de asemenea, produsele la un nivel cu totul nou de „local”, deoarece culturile care au folosit fotosinteza artificială pentru a înlocui lumina soarelui ar putea, teoretic, să fie cultivate aproape oriunde.

„Utilizarea fotosinteză artificială abordările de a produce alimente ar putea fi o schimbare de paradigmă pentru modul în care hrănim oamenii.” a spus autorul corespondent al studiului, Robert Jinkerson, profesor asistent UC Riverside de inginerie chimică și de mediu. „Prin creșterea eficienței producției de alimente, este nevoie de mai puțin teren, diminuând impactul pe care agricultura îl are asupra mediului.”

Există câteva detalii cheie care ar trebui elaborate înainte ca această metodologie să poată fi luată în considerare serios pentru producția alimentară la scară largă. Câtă energie, apă și alte resurse ar folosi în comparație cu agricultura tradițională sau cu alte tehnici de creștere a alimentelor îmbunătățite de tehnologie? Textura, aroma și conținutul nutrițional al plantelor hrănite cu acetat sunt identice cu cele crescute în lumina soarelui?

Lucrul cu natura pare întotdeauna o întreprindere tulbure, dar din Revolutia verde la apariția OMG-urilor moderne, oamenii o fac de secole; într-o oarecare măsură supraviețuirea noastră a fost dependentă de capacitatea noastră de a manipula natura. Vedem consecințele acestei manipulări acum, dar tehnici precum fotosinteză artificială ar putea ajunge să facă parte din setul de instrumente de care vom avea nevoie pentru a repara daunele pe care le-am făcut, continuând să hrănim o populație globală în creștere.

Credit imagine: Marcus Harland-Dunaway/UCR

• Coinsmart. Cel mai bun schimb de Bitcoin și Crypto din Europa.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. ACCES LIBER.
• CryptoHawk. Radar Altcoin. Încercare gratuită.
• Sursa: https://singularityhub.com/2022/07/01/new-artificial-photosynthesis-method-grows-food-with-no-sunshine/