Научници желе да „хакују“ фотосинтезу

Човечанство култивише биљке и узгаја их тако да брже расту и имају већи принос већ око 10.000 година. Међутим, права експлозија пољопривредне производње десила се средином 20. века услед технолошког напретка, који је покренуо еру експоненцијалног раста становништва.

Међутим, последњих неколико деценија унапређење пољопривредне производње не подиже принос који би могао да испрати повећање становништва. Понајвише због тога што су многи усеви достигли биолошке границе.

Уколико човечанство жели да убрза раст биљака да задовољи растуће потребе светског становништва (до половине века процењује се да биће нас 10 милијарди), досадашњи програми неће бити довољни.

Неки научници наводе да је једино решење у утицању на фотосинтезу - главног извора калорија на планети, односно биолошког начина на који биљке од угљен диоксида, сунчеве светлости и воде стварају угљене хидрате.

Биолог Стивен Лонг и његове колеге са Универзитета Илиној кажу да је дошло време да се покуша са „хаковањем“ овог биохемијског процеса којим се директно или индиректно хране сва жива бића последњих три милијарде година.

„Познати су нам сви кораци у процесу фотосинтезе код одређених услова, попут соје и кукуруза. Имамо довољно могућности и ресорса да размотримо сваки степен овог процеса, пронађемо где су ограничења, генетски их заобиђемо и исправимо одређене грешке које еволутивно још нису превазиђене и тиме допринесемо ефикасности читавог процеса“, објашњава Лонг.

Један од начина да се ово уради је фокус на генетски инжењеринг, односно убацивање одређених гена из једног у други организам. Неки микроби са способношћу фотосинтезе, који користе другачије пигменте од наших усева, могу да искористе шири спектар соларне радијације.

Уколико би успели да убацимо те пигментационе гене могли би да побољшамо количину сунчеве светлости коју усеви могу да приме.

Другачији приступ јесте убризгавање целих хлоропласта (ћелије које омогућавају фотосинтезу) из ефикаснијих биљака у оне мање ефикасне.

Све је ово за сада ограничено на лабораторијске тестове. Лонгов тим је успешно убацио неке гене плаво-зелених алги у неке усеве и тиме им повећао принос за читавих 30 одсто.

Други истраживачки тимови користе изузетно напредне компјутерске моделе да изучавају биохемијски процес и пронађу фазе и места на којима долази до „застоја“. Помажући и отклањајући ове недостатке у природном процесу прилагођавањем одређених гена успели су да повећају приносе 60 одсто!