Εκτός από την άγρια φύση, συχνά είναι κάθε πλάσμα για τον εαυτό του - ακόμη και τα φυτά. Αφήνοντας στις δικές τους συσκευές, τα περισσότερα άγρια είδη φυτών δημιουργούν μόνο αρκετή ενέργεια για να αποθέσουν τις ρίζες τους και να παράγουν φύλλα και σπόρους. Αλλά οι άνθρωποι ήθελαν περισσότερα.
Οι άνθρωποι έχουν πλέον αναπαραγωγή και μικροαλλαγές για χιλιετίες - καθιστώντας τους ανθεκτικές σε σφάλματα και βοηθώντας τους να γίνουν πιο γλυκά, μεγαλύτερα φρούτα και λαχανικά. Τώρα, νέες έρευνες υποδεικνύουν ότι μπορούμε να είμαστε σε θέση να πάρουμε τα φυτά να δουλέψουν ακόμη πιο σκληρά, ριζικά βελτιώνοντας την καλλιέργεια της παραγωγής στο μέλλον, αναφέρει ο Justin Gillis για τους The New York Times .
Ο καθηγητής των επιστημών καλλιέργειας Stephen Long και η ομάδα του στο Πανεπιστήμιο του Illinois, Urbana-Champaign, εισήγαγαν τα γονίδια των τριών πρωτεϊνών που συμμετέχουν στη φωτοσύνθεση στα φυτά καπνού, γεγονός που τους προκάλεσε να αυξηθούν κατά 14 με 20% περισσότερο από τα μη τροποποιημένα φυτά. η μελέτη που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Science.
Πως λειτουργεί αυτό?
Όταν τα φύλλα των φυτών εκτίθενται στο ηλιακό φως, απορροφούν μέρος της φωτεινής ενέργειας για να οδηγήσουν τη φωτοσύνθεση. Αλλά ο ήλιος παράγει περισσότερο φως από ό, τι μπορεί να χειριστεί το φύλλο. Στην πραγματικότητα, τόσο πολύ ενέργεια χτυπά τα φύλλα που μπορεί να λευκανθεί ή να τσακίσει το φύλλο αν δεν αντιμετωπιστεί. Έτσι, τα φυτά έχουν μηχανισμούς που ενεργοποιούν το λαμπρό ηλιακό φως για να διαχέουν την επιπλέον ενέργεια ως θερμότητα, μια διαδικασία που ονομάζεται μη φωτοχημική σβέση (NPQ).
Το πρόβλημα είναι ότι μπορεί να χρειαστεί μισή ώρα για να απενεργοποιηθεί το NPQ εάν τα σύννεφα ή άλλες σκιές προσωρινά υποχωρούν τις λαμπερές ακτίνες του ηλιακού φωτός. Αντί να αναστέλλει τη φωτοσύνθεση και να εκτοξεύει το NPQ, το εργοστάσιο εξακολουθεί να σπαταλάει πολλά από αυτή την ενέργεια ως θερμότητα. Κατά τη διάρκεια μιας ημέρας, ο Long και η ομάδα του υπολόγισαν ότι η αργή διαδικασία NPQ μείωσε την παραγωγικότητα των καλλιεργειών κατά 7, 5 έως 30%.
Για να γίνουν τα φυτά απενεργοποιούν το NPQ πιο γρήγορα, η ομάδα μεταφέρει γονίδια για τρεις πρωτεΐνες από ένα φυτό γνωστό ως thale cress στα φυτά καπνού - που επιλέγονται για την ευκολία χειρισμού τους. Αυξάνονταν τα καλλιεργούμενα φυτά και πήραν εντυπωσιακά αποτελέσματα. Ένα στέλεχος απόδοσης καπνού αυξήθηκε 13, 5 τοις εκατό, 19 τοις εκατό σε άλλο και 20 τοις εκατό σε μια τρίτη ποικιλία καπνού, Gillis εκθέσεις.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι οι μέθοδοι τους θα μεταφραστούν σε καλλιέργειες τροφίμων με τελικό στόχο τη βελτίωση των αποδόσεων των καλλιεργειών. Μεγάλο μέρος της έρευνάς τους χρηματοδοτήθηκε από το φιλανθρωπικό ίδρυμα Gates, το οποίο χρηματοδοτεί πολλά έργα με στόχο τη βελτίωση της παραγωγής τροφίμων σε όλο τον κόσμο, αναφέρει ο Gillis. Υπάρχουν σχέδια για την επόμενη δοκιμή της έννοιας στις καλλιέργειες τροφίμων όπως τα cowpeas, το ρύζι και η μανιόκα, τα οποία είναι σημαντικά σε περιοχές που δεν είναι ασφαλείς για την υγεία στην Αφρική.
"Τα Ηνωμένα Έθνη προβλέπουν ότι μέχρι το 2050 θα χρειαστεί να παράγουμε περίπου 70 τοις εκατό περισσότερα τρόφιμα στη γη που χρησιμοποιούμε σήμερα", λέει ο Long σε δελτίο τύπου. "Η στάση μου είναι ότι είναι πολύ σημαντικό να έχουμε αυτές τις νέες τεχνολογίες στο ράφι τώρα, επειδή μπορεί να χρειαστούν 20 χρόνια πριν οι εφευρέσεις αυτές φτάσουν στα χωράφια των αγροτών. Εάν δεν το κάνουμε τώρα, δεν θα έχουμε αυτή τη λύση όταν το χρειαζόμαστε ».
Δεν είναι όλοι πλήρως πεπεισμένοι από τα αποτελέσματα του καπνού, ειδικά επειδή ο καπνός είναι φύλλο και δεν παράγει σπόρους ή σπόρους. "Πώς βλέπει το ρύζι ή το καλαμπόκι ή το σιτάρι ή τα ζαχαρότευτλα;" λέει ο Γ. Γκιλντίνγκς, ανώτερος συνεργάτης του Ιδρύματος Πληροφορικής και Καινοτομίας στην Ουάσινγκτον. "Πρέπει να το πάρετε σε μια χούφτα από τις σημαντικές καλλιέργειες πριν μπορέσετε να δείξετε ότι αυτό είναι πραγματικό και αυτό θα έχει τεράστιο αντίκτυπο. Δεν είμαστε ακόμα εκεί. "
Υπάρχουν όμως ενδείξεις ότι η τεχνολογία τοποθετεί την ανθρωπότητα στην άκρη μιας δεύτερης πράσινης επανάστασης, όπου νέοι τύποι υπερπληρωμένων καλλιεργειών - που μπορούν να αντέξουν την ξηρασία, την αλατότητα και την κακή γονιμότητα - θα φέρουν τη διατροφή και την επισιτιστική ασφάλεια στα φτωχά έθνη σε όλο τον κόσμο.
Πρόσφατα, οι ερευνητές ανέλυσαν τα γονιδιώματα 3.000 ποικιλιών ρυζιού, τα οποία μπορεί να τους βοηθήσουν να βρουν τα γονίδια που ελέγχουν την αντίσταση στα φυτοφάρμακα και την αυξημένη απόδοση. Οι ερευνητές έχουν αναπτύξει ακόμη και μια συνθετική εκδοχή της φωτοσύνθεσης, η οποία μπορεί να τους βοηθήσει να καταλάβουν τρόπους για να καταστήσουν τη διαδικασία πιο αποτελεσματική στις καλλιέργειες τροφίμων και θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν στην απομάκρυνση κάποιου διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα.
