Sztuczna fotosynteza pozwala roślinom rosnąc w ciemności!

Naukowcy udoskonalili naturalny proces fotosyntezy, nie tylko wydajniej uprawiając rośliny, ale także robiąc to w ciemności.

Próbka roślin wyhodowanych w całkowitej ciemności dzięki pożywce octanowej
Próbka roślin wyhodowanych w całkowitej ciemności dzięki pożywce octanowej | fot. Marcus Harland-Dunaway/UCR

Nowe odkrycie może zostać rozszerzone na obszary rolnicze, które nie mają wystarczającej ilości światła słonecznego, a nawet pomóc wykarmić przyszłych badaczy kosmosu. Jak być może pamiętasz z lekcji biologii ze szkoły podstawowej, fotosynteza polega na pochłanianiu przez rośliny energii ze światła słonecznego i wykorzystywaniu jej do tworzenia własnego pożywienia z dwutlenku węgla i wody. Proces ten pomógł roślinom – a co za tym idzie życiu na Ziemi – rozwijać się przez miliardy lat, ale to nie znaczy, że jest szczególnie wydajny. W rzeczywistości tylko około trzech do sześciu procent energii słonecznej trafia do rośliny.

Naukowcy od dawna majstrują przy sztucznej fotosyntezie, która i tak jest znacznie wydajniejsza niż proces naturalny. Tak zwane sztuczne liście mogą być wykorzystywane jako przyjazny dla środowiska sposób wytwarzania szeregu produktów, w tym paliwa wodorowego, gazu syntezowego, metanolu, alternatyw z tworzyw sztucznych, a nawet cząsteczek leków.

W tym przypadku uzyskanym produktem był octan, główny składnik octu. Był on następnie podawany roślinom jako źródło węgla, zasadniczo z pominięciem naturalnej fotosyntezy. Zespół przetestował tę technikę na szeregu roślin uprawnych i drobnoustrojach produkujących żywność, w tym drożdżach, zielonych algach, grzybni grzybów, wspiesznicy, pomidorach, tytoniu, ryżu, rzepaku i zielonym groszku.

Wykorzystanie metod sztucznej fotosyntezy do produkcji żywności może być zmianą paradygmatu dotyczącego sposobu żywienia ludzi!

Naukowcy wykazali, że wszystkie organizmy można hodować na pożywce octanowej w całkowitej ciemności, a w niektórych przypadkach nawet wydajniej niż w świetle słonecznym. Na przykład glony rosły czterokrotnie wydajniej, a produkcja drożdży wzrosła aż 18-krotnie.

„Odkryliśmy, że szeroka gama roślin uprawnych może wykorzystać dostarczony przez nas octan i wbudować go w główne molekularne elementy budulcowe, których organizm potrzebuje do wzrostu i rozwoju” – powiedział Marcus Harland-Dunaway, współautor badania. „Dzięki pewnej hodowli i inżynierii, nad którymi obecnie pracujemy, możemy być w stanie uprawiać rośliny z octanem jako dodatkowym źródłem energii w celu zwiększenia plonów”.

Wzrost roślin w ciemności może pomóc nakarmić astronautów

Dzięki oddzieleniu rolnictwa od zapotrzebowania na bezpośrednie światło słoneczne technika ta może umożliwić uprawę żywności w regionach o mniej idealnych warunkach, przy mniejszym zużyciu gruntów. Uprawy można by było uprawiać w miastach, a nawet w kosmosie lub na innych planetach, co zapewniło projektowi zwycięstwo w pierwszej fazie konkursu NASA Deep Space Food Challenge.

Może Cie zainteresować także: Poznaj sekretne życie roślin w „NAMOO”

„Wykorzystywanie podejść do sztucznej fotosyntezy do produkcji żywności może być zmianą paradygmatu tego, jak żywimy ludzi” – powiedział Robert Jinkerson, korespondent autor badania. „Dzięki zwiększeniu wydajności produkcji żywności potrzeba mniej ziemi, co zmniejsza wpływ rolnictwa na środowisko. A w rolnictwie w nietradycyjnych środowiskach, takich jak przestrzeń kosmiczna, zwiększona efektywność energetyczna może pomóc wyżywić więcej członków załogi przy mniejszych nakładach”.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Nature Food.

➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!

źródło: Uniwersytet Kalifornijski, Riverside | new Atlas