Vědci zkoumají pěstování beze světla

Vědci možná objevili způsob, jak pěstovat v úplné tmě pomocí umělé fotosyntézy. Věda, která stojí za tímto typem výzkumu, se zaměřuje na to, že pokud by lidstvo jednoho dne našlo způsob, jak žít na jiných planetách, schopnost pěstovat potraviny by byla samozřejmě životně důležitá.

Nový výzkum zveřejněný v časopise Nature Food popisuje, jak vědci z Kalifornské univerzity v Riverside a Delawarské univerzity použili dvoustupňový systém chemického elektrolyzéru k přeměně oxidu uhličitého, elektřiny a vody na acetát (acetát je běžnou složkou v domácnosti, která se vyskytuje ve výrobcích, jako je kosmetika, přípravky na péči o vlasy a ocet).

V tomto případě však byl acetát použit k pěstování fotosyntetických zelených kvasinek, hub a řas v úplné tmě, bez nutnosti fotosyntézy. Jedná se o významný pokrok, který by mohl pomoci vyvinout nové metody pěstování potravin na Zemi a jiných planetách. Na rozdíl od půdy na Zemi není půda na Marsu vhodná pro pěstování plodin, protože postrádá značné množství organických látek. Na Mars také dopadá mnohem méně slunečního světla než na Zemi, takže vědci musí najít nové techniky, jak zlepšit rychlost růstu, pokud se mají na rudé planetě vyrábět potraviny.

"Pokud vyloučíme potřebu slunečního světla, můžeme pěstovat více vrstev plodin současně, podobně jako se pěstují houby, a vytvořit tak jakousi továrnu na potraviny," vysvětlil Feng Jiao z University of Delaware, spoluautor studie.

Přirozený proces fotosyntézy se vyvíjel miliony let, kdy rostliny hledaly účinný způsob, jak přeměnit vodu, oxid uhličitý a energii slunečního světla na potravu. Fotosyntéza ale není tak účinná, jak by se mohlo zdát, protože k rostlině se dostane jen asi 1 % energie slunečního světla. Bylo zjištěno, že tato nová technologie je při přeměně sluneční energie na potravu účinnější než běžná fotosyntéza.

Vědci zkoumali devět plodin, včetně salátu, zeleného hrášku, rajčat, řepky, papriky, tabáku a rýže. Celkově výsledky ukázaly, že všechny testované rostliny dokázaly absorbovat acetát a rozumně trávit a využívat molekuly uhlíku. Ukázalo se, že salát dokáže acetát vstřebávat nejlépe ze všech plodin. Výzkumníci se také zaměřili na to, kam se acetát dostává, jakmile se dostane do rostliny. U některých rostlin byl acetát nalezen v rostlinných aminokyselinách. U jiných byl nalezen v cukrech, které se používají jako energie pro růst. Analýza cesty, kterou acetát následoval, ukázala, že je možné odhalit alternativní cesty trávení v rostlinách.

" Náš přístup byl zaměřen na identifikaci nové strategie pro výrobu potravin, která by mohla překonat omezení, jež obvykle klade biologická fotosyntéza, " uvedl Dr. Robert Jinkerson z UC Riverside.

Využití přístupu, jako je umělá fotosyntéza, k výrobě potravin by mohlo představovat změnu paradigmatu ve způsobu výživy lidí, která je vzhledem k celosvětovému růstu populace nezbytná. Půda a zemědělské metody mají problém vyprodukovat dostatek potravin, aby pokryly poptávku. Schopnost zvýšit účinnost produkce potravin znamená, že bude potřeba méně půdy, což sníží dopad zemědělství na životní prostředí. Tento typ technologií má vždy "kaskádový" efekt.