Fotosíntesis artificial: descubren cómo cultivar plantas a oscuras
La fotosíntesis artificial, donde las plantas crecen aun en ausencia de luz, podría ayudar a aumentar la producción de alimentos en la Tierra y algún día eventualmente podría usarse en Marte.
Investigadores en los Estados Unidos han encontrado una forma de cultivar plantas en completa oscuridad, utilizando un nuevo método de fotosíntesis artificial que podría tener importantes implicaciones para la producción de cultivos en el futuro.
En un estudio, publicado recientemente en la revista Nature Food, científicos de la Universidad de California Riverside y la Universidad de Delaware desarrollaron un proceso que omitió por completo el método biológico de la fotosíntesis, donde se usa dióxido de carbono, agua y luz solar para crear energía y biomasa en plantas.
En su lugar, se utilizó dióxido de carbono, agua y electricidad para crear acetato, el componente principal del vinagre. Luego, las plantas de laboratorio usaron este acetato para crecer, con la electricidad generada por paneles solares, aprovechando así el poder del Sol.
"Con nuestro enfoque, buscamos identificar una nueva forma de producir alimentos que pueda romper los límites normalmente impuestos por la fotosíntesis biológica", dijo el coautor Robert Jinkerson, profesor asistente de ingeniería química y ambiental de UC Riverside.
Fotosíntesis artificial "más eficiente"
La fotosíntesis es uno de los procesos biológicos más importantes de la Tierra, que ha evolucionado durante millones de años para proporcionar a las plantas una fuente de energía renovable para crecer y funcionar. Se estima que la fotosíntesis global convierte entre 100 y 115 mil millones de toneladas de carbono en biomasa cada año, capturando una tasa promedio de 130 teravatios de energía.
Sin embargo, el proceso es en realidad muy ineficiente, ya que solo alrededor del 1% de la energía que se encuentra en la luz solar termina en la planta. Los investigadores dicen que su método híbrido orgánico-inorgánico de fotosíntesis artificial es mucho mejor en esta situación. De hecho, es hasta 18 veces más eficiente para convertir la luz solar en alimento en algunos casos, dicen.
Para determinar si la tecnología podría utilizarse en la producción de alimentos en el futuro, se cultivaron varias plantas de cultivo comunes en la oscuridad, utilizando solo el medio de acetato como energía. Las especies de caupí, tomate, tabaco, arroz, canola y guisantes verdes pudieron crecer de manera efectiva en este entorno.
También se descubrió que el proceso es útil para cultivar otros tipos de organismos, como algas verdes, levaduras y hongos.
¿Alimentos cultivados en Marte?
Al liberar a la agricultura de las ataduras de la dependencia de la luz solar, el nuevo método desarrollado por los investigadores podría revolucionar la forma en que cultivamos.
Las sequías, las inundaciones y el cambio climático representarían una amenaza menor para la producción de alimentos, dicen los investigadores, ya que las plantas podrían crecer en áreas que actualmente no son aptas para la agricultura, con entornos controlados que requieren menos recursos. Por supuesto, esto también abre la puerta a la posibilidad de cultivar alimentos en el espacio, e incluso en Marte.
“Imagínese algún día naves gigantes cultivando plantas de tomate en la oscuridad y en Marte, ¿cuánto más fácil sería eso para los futuros marcianos?” dijo la coautora Martha Orozco-Cárdenas, directora del Centro de Investigación de Transformación de Plantas de UC Riverside.