Hybrydowy system wykarmi rośliny nawet w ciemności
Genialny i bardzo stary wynalazek ewolucji (liczy przynajmniej 3,5 mld lat), jakim jest fotosynteza, to mocno skomplikowany proces chemiczny. Ale jego istotę da się prosto przedstawić: organizmy wykorzystują światło, by przekształcić materię nieorganiczną – wodę i dwutlenek węgla – w niezbędną im do życia materię organiczną, czyli cukry.
Fotosynteza umożliwiła ekspansję roślinom, choć to nie one pierwsze zaczęły z niej korzystać (do tej pory uważano, że były to sinice, ale odkrycie w Barberton Makhonjwa przeczy tej tezie; bardziej zaawansowane rośliny lądowe wyewoluowały dopiero niecałe pół miliarda lat temu). Ponadto w jej trakcie powstaje tlen, którym oddycha mnóstwo organizmów. Wiele z nich zjada zaś rośliny lub pożywiające się nimi stworzenia. Zatem bez tego mechanizmu nie byłoby na Ziemi życia, jakie znamy.
Rosły na cukrze, teraz rosną na octanie
Aczkolwiek ma on słabą stronę – efektywność. Rośliny potrafią pozyskać tylko ok. jednego proc. energii docierającej do nich w postaci światła. Dlatego naukowcy z University of California w Riverside oraz University of Delaware – o czym donoszą na łamach „Nature Food” – postanowili spróbować obejść ten problem. Stworzyli mianowicie „hybrydowy nieorganiczno-biologiczny system do produkcji żywności”. Działa on (w uproszczeniu) tak: z paneli fotowoltaicznych pozyskuje się energię elektryczną potrzebną do przekształcenia dwutlenku węgla i wody w octan. Ten ostatni związek chemiczny służy zaś jako pokarm dla niektórych organizmów mogących go konsumować w ciemności.
W trakcie eksperymentów testowano to u zielonych alg, drożdży i wielokomórkowych grzybów jadalnych. Do tej pory rosły one w hodowlach na cukrze pozyskiwanym z roślin. Dzięki zastosowaniu systemu hybrydowego, efektywność pośredniego przekształcania energii słonecznej skoczyła kilkukrotnie, a w przypadku drożdży nawet osiemnastokrotnie.
Skorzystają rolnicy i kosmonauci
Badacze wstępnie zastosowali swoją nową technologię również w roślinach uprawnych. Okazało się, że groszek, pomidor, tytoń, ryż i rzepak, gdy rosły pozbawione światła, też były w stanie korzystać z octanu. Dlatego chcą teraz wyhodować odmiany, dla których właśnie on będzie dodatkowym źródłem energii. To zaś powinno przełożyć się na większe plony. Jeśli eksperymenty powiodą się, rośliny da się uprawiać na większą skalę w miastach oraz na innych obszarach nie nadających się obecnie dla celów rolniczych.
Co ciekawe, praca Amerykanów wygrała pierwszy etap międzynarodowego konkursu Deep Space Food Challenge zorganizowanego przez agencję kosmiczną NASA. Nagradza ona przełomowe technologie produkcji żywności, które wymagają minimalnych nakładów, za to mogą dostarczyć bezpieczne, pożywne i smaczne jedzenie załogom statków kosmicznych podczas długotrwałych misji.