Fotosynteza w ciemności okazała się możliwa. Czy czeka nas rewolucja w produkcji żywności?27.06.2022

Projekt badaczy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverdale spotkał się z aprobatą jurorów konkursu NASA Deep Space Food Challenge, w którym prezentowano rozwiązania mogące sprawdzić się w kosmosie.

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverdale i Uniwersytetu w Delaware szukali alternatywy dla dobrze znanego procesu z dwóch powodów. Od samego początku wiedzieli, że jedynie 1% energii zawartej w świetle słonecznym trafia do rośliny w drodze naturalnej, niewspomaganej w żaden sposób fotosyntezy. Badacze dostrzegli również negatywny wpływ zmian klimatycznych na rolnictwo, co w nieodległej przyszłości może skutkować niedoborami produktów spożywczych w wielu częściach świata. Myśląc o potencjalnych zagrożeniach na tym polu, wskazują nie tylko na susze, ale także na powodzie czy zanik bioróżnorodności. 

– W naszym podejściu staraliśmy się uwzględnić nowy typ produkcji żywności, który pozwoliłby przekroczyć ograniczenia biologicznej fotosyntezy – tłumaczy w komunikacie prasowym Robert Jinkerson, jeden z autorów projektu oraz profesor inżynierii chemicznej. Na czym opiera się nowe rozwiązanie? W specjalistycznym periodyku „Nature Food” omówiono specyfikę dwuetapowego elektrokatalitycznego procesu. Woda, dwutlenek węgla i energia elektryczna przekształcają się w nim w octan, czyli główny składnik kwasu octowego. Związek organiczny zostaje następnie zużyty przez roślinę do jej dalszego rozwoju. Wstępne analizy systemu, w którym elektrolizer (urządzenie służące do elektrolizy) jest zasilany dzięki zainstalowanych na nich panelach słonecznych, wykazały, że aż przyspiesza on naturalną fotosyntezę nawet 18 razy.

Wśród gatunków przetestowanych przez Amerykanów figurowały m.in. algi, drożdże, krowiaki oraz inne odmiany grzybów. Wykazano także, że metoda zadziałała na pomidorach, tytoniu, zielonym groszku, ryżu oraz rzepaku. Sukces naukowców zdaje się o tyle ważny, gdyż rozwiązanie sprawdzi się także w ciemności. Otwiera to drogę do jego implementacji nie tylko na Ziemi, ale i w kosmosie, gdzie pozyskiwanie żywności w specjalnych hodowlach jest kluczowe do zapewnienia astronautom diety złożonej ze świeżych owoców i warzyw, a jednocześnie bogatej w składniki odżywcze. To właśnie dlatego projekt został wyróżniony w konkursie NASA Deep Space Food Challenge. – Zwiększona wydajność energetyczna [takiej żywności – przyp. red.] może pomóc w wyżywieniu większej liczby członków załogi przy mniejszych nakładach – ocenia Jinkerson. 

Więcej szczegółów dotyczących innowacyjnego projektu zamieszczono na oficjalnej stronie internetowej Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverdale.