Los investigadores desarrollan una nueva forma de cultivar sin luz solar

Científicos informan importantes avances en la fotosíntesis artificial. (Crédito: University of Delaware).

Durante millones de años las plantas realizan la fotosíntesis, proceso mediante el cual toman la luz solar y el dióxido de carbono para convertirlos en energía química que les permite desarrollarse. Si bien, esto ha sido crucial para el florecimiento de la vida en nuestro planeta también tiene ciertas limitaciones. Los investigadores han estado desarrollando sistemas de fotosíntesis artificial y recientemente se han informado de avances importantes.

Investigadores de la Universidad de Delaware (UD) y de la Universidad de California Riverside notaron que el proceso natural de la fotosíntesis es ciertamente ineficiente. Las plantas de cultivo solo aprovechan el 1% de la luz solar disponible, por lo que necesitan grandes extensiones de tierra para satisfacer la demanda de alimentos.

Por ello, se está poniendo en marcha una tecnología para producir alimentos sin luz solar mediante la fotosíntesis artificial, que permita no solo revolucionar la forma en la que se producen los alimentos en la Tierra, sino también en el espacio y en futuras colonias en otros planetas.

«Si eliminamos la necesidad de la luz solar, podremos cultivar varias capas a la vez, de forma similar a como se cultivan los hongos, y crear una especie de fábrica de alimentos», dijo en un comunicado Feng Jiao, profesor del doctorado Robert K. Grasselli de Ingeniería Química y Biomolecular de la UD.

Según explican los autores del artículo, desarrollaron un sistema electrolizador de CO2 de dos pasos para producir una corriente de acetato altamente concentrada con una selectividad de carbono del 57% (CO2 a acetato), lo que permite su uso directo para el cultivo heterotrófico de levaduras, hongos productores de hongos y un alga verde fotosintética, en la oscuridad sin aportes de la fotosíntesis biológica.

Dicho de otra forma, utilizaron un sistema de electrolizadores de dióxido de carbono de dos pasos para producir un compuesto químico llamado acetato. El acetato es un ingrediente común que se encuentra en artículos domésticos, como el vinagre, los cosméticos y los productos para el cuidado del cabello. Pero en este caso, el acetato se utilizó para cultivar levaduras, hongos productores de setas y algas verdes fotosintéticas en la oscuridad, sin fotosíntesis.

Lo relevante es que el sistema logró convertir eficazmente el 57% de las moléculas de carbono que se encuentran en el dióxido de carbono en acetato utilizando un catalizador de cobre, creando un flujo de acetato altamente concentrado que podía utilizarse como alimento para las plantas.

El electrolizador se probó con nueve plantas de cultivo: lechuga, arroz, caupí, guisante verde, colza, tomate, pimiento, tabaco y Arabidopsis, un miembro de la familia de la mostaza que incluye la col y los rábanos. Estas plantas eran capaces de absorber el carbono de este acetato suministrado externamente a través de las principales vías metabólicas.

Se espera que el nuevo enfoque conduzca potencialmente a una producción de alimentos más eficiente. La agricultura podría dejar de depender del sol, lo que abre la puerta a innumerables posibilidades para cultivar alimentos en las condiciones cada vez más difíciles impuestas por el cambio climático e incluso en entornos del espacio exterior.

El estudio se publicó recientemente en la revista Nature Food.

Comparte ciencia, comparte conocimiento.