Naučnici žele da „hakuju“ fotosintezu

Čovečanstvo kultiviše biljke i uzgaja ih tako da brže rastu i imaju veći prinos već oko 10.000 godina. Međutim, prava eksplozija poljoprivredne proizvodnje desila se sredinom 20. veka usled tehnološkog napretka, koji je pokrenuo eru eksponencijalnog rasta stanovništva.

Međutim, poslednjih nekoliko decenija unapređenje poljoprivredne proizvodnje ne podiže prinos koji bi mogao da isprati povećanje stanovništva. Ponajviše zbog toga što su mnogi usevi dostigli biološke granice.

Ukoliko čovečanstvo želi da ubrza rast biljaka da zadovolji rastuće potrebe svetskog stanovništva (do polovine veka procenjuje se da biće nas 10 milijardi), dosadašnji programi neće biti dovoljni.

Neki naučnici navode da je jedino rešenje u uticanju na fotosintezu - glavnog izvora kalorija na planeti, odnosno biološkog načina na koji biljke od ugljen dioksida, sunčeve svetlosti i vode stvaraju ugljene hidrate.

Biolog Stiven Long i njegove kolege sa Univerziteta Ilinoj kažu da je došlo vreme da se pokuša sa „hakovanjem“ ovog biohemijskog procesa kojim se direktno ili indirektno hrane sva živa bića poslednjih tri milijarde godina.

„Poznati su nam svi koraci u procesu fotosinteze kod određenih uslova, poput soje i kukuruza. Imamo dovoljno mogućnosti i resorsa da razmotrimo svaki stepen ovog procesa, pronađemo gde su ograničenja, genetski ih zaobiđemo i ispravimo određene greške koje evolutivno još nisu prevaziđene i time doprinesemo efikasnosti čitavog procesa“, objašnjava Long.

Jedan od načina da se ovo uradi je fokus na genetski inženjering, odnosno ubacivanje određenih gena iz jednog u drugi organizam. Neki mikrobi sa sposobnošću fotosinteze, koji koriste drugačije pigmente od naših useva, mogu da iskoriste širi spektar solarne radijacije.

Ukoliko bi uspeli da ubacimo te pigmentacione gene mogli bi da poboljšamo količinu sunčeve svetlosti koju usevi mogu da prime.

Drugačiji pristup jeste ubrizgavanje celih hloroplasta (ćelije koje omogućavaju fotosintezu) iz efikasnijih biljaka u one manje efikasne.

Sve je ovo za sada ograničeno na laboratorijske testove. Longov tim je uspešno ubacio neke gene plavo-zelenih algi u neke useve i time im povećao prinos za čitavih 30 odsto.

Drugi istraživački timovi koriste izuzetno napredne kompjuterske modele da izučavaju biohemijski proces i pronađu faze i mesta na kojima dolazi do „zastoja“. Pomažući i otklanjajući ove nedostatke u prirodnom procesu prilagođavanjem određenih gena uspeli su da povećaju prinose 60 odsto!