Uprawa roślin w ciemności

Wyobraź sobie, że nie potrzebujesz już nawet światła do uprawy roślin... Choć może to brzmieć absurdalnie, pomysł ten staje się realną możliwością. Naukowcy być może odkryli sposób na hodowanie roślin w całkowitej ciemności poprzez sztuczną fotosyntezę. Nauka stojąca za tego typu badaniami skupia się na fakcie, że jeśli ludzkość ma pewnego dnia znaleźć sposób na podtrzymanie życia na innych planetach, zdolność do uprawy żywności na nich jest niezbędna.

Nowe badania opublikowane w czasopiśmie Nature Food opisują, jak naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside i Uniwersytetu w Delaware wykorzystali dwuetapowy system elektrolizerów chemicznych do przekształcenia dwutlenku węgla, energii elektrycznej i wody w octan. Octan jest powszechnym składnikiem produktach gospodarstwa domowego, występującym w takich przedmiotach jak kosmetyki, produkty do pielęgnacji włosów i ocet. Jednak w tym przypadku został on wykorzystany do hodowli drożdży, grzybów i fotosyntetycznych zielonych alg w całkowitej ciemności, bez potrzeby fotosyntezy. Jest to znaczące odkrycie, które może pomóc w opracowaniu nowych metod uprawy żywności na Ziemi i innych planetach, takich jak Mars. W przeciwieństwie do gleby na Ziemi marsjańska gleba (lub "regolit", jak jest nazywana) nie nadaje się do uprawy, ponieważ jest pozbawiona znacznej ilości materii organicznej. Mars otrzymuje również znacznie mniej światła słonecznego niż Ziemia, więc naukowcy muszą znaleźć nowe techniki uprawy, jeśli produkcja żywności na Czerwonej Planecie ma kiedykolwiek dojść do skutku.

Naturalny proces fotosyntezy ewoluował przez miliony lat, gdy rośliny szukały skutecznego sposobu na przekształcenie wody, dwutlenku węgla i energii ze światła słonecznego w żywność. Fotosynteza nie jest tak wydajna, jak się myśli, ponieważ w przybliżeniu tylko około 1 procent energii znajdującej się w świetle słonecznym kończy w roślinie. Z drugiej strony, chemiczny system elektrolizy może nie być naturalny. Mimo to, udało się skutecznie przekształcić 57% cząsteczek węgla znajdujących się w dwutlenku węgla w octan. Octan mógł być następnie wchłonięty przez roślinę i wykorzystany jako pokarm. Stwierdzono również, że ta nowa technologia była bardziej wydajna w przekształcaniu energii słonecznej w żywność niż regularna fotosynteza. Badanie może pomóc zrealizować możliwość uprawy roślin na Marsie i zmienić sposób, w jaki produkujemy rośliny spożywcze i inne rośliny w kontrolowanych środowiskach, takich jak komercyjne szklarnie i ostatecznie, pomieszczenia uprawowe w domu! Naukowcy badali dziewięć roślin uprawnych, w tym sałatę, zielony groszek, pomidora, canolę, paprykę, tytoń i ryż. Ogólnie rzecz biorąc, wyniki pokazały, że wszystkie testowane rośliny mogą przyjmować octan i były dość elastyczne w trawieniu i wykorzystywaniu cząsteczek węgla. Najlepiej przyswajała octan sałata. Badacze obserwowali również, gdzie octan podróżował po wejściu do rośliny. W niektórych roślinach octan został znaleziony w aminokwasach. W innych odkryto go w cukrach używanych jako energia do wzrostu. Śledzenie drogi octanu dowiodło, że można odblokować alternatywne ścieżki trawienne w roślinach, pozwalając im w razie potrzeby przetrwać wyłącznie na octanie.

Niektórzy mogą odpowiedzieć, że nie należy zadzierać z naturą i w dużym stopniu bym się z nimi zgodził. Jednak nie możemy zaprzeczać szkodom, jakie wyrządzamy i już wyrządziliśmy naszej planecie i jak uszczupliliśmy jej zasoby. Wykorzystanie takiego odkrycia jak sztuczna fotosynteza do produkcji żywności mogłoby stanowić zmianę paradygmatu w sposobie żywienia ludzi, co jest nam potrzebne ze względu na rosnącą liczbę ludności na świecie. Grunty i metody rolnicze mają trudności z wyprodukowaniem wystarczającej ilości żywności i zaspokojeniem popytu. Jeśli uda nam się zwiększyć wydajność produkcji żywności, potrzeba będzie mniej ziemi, co zmniejszy wpływ rolnictwa na środowisko. Tego typu technologie zawsze mają wpływ na rzeczywistość. Nie jest wykluczone, że w przyszłości będziemy uprawiać najwyższej jakości marihuanę bez konieczności używania światła.