Ewolucja procesu fotosyntezy, dzięki któremu rośliny przetwarzają energię słoneczną w chemiczną, pozwalającą im (oraz roślinożercom) rosnąć i rozmnażać się, zmieniła historię życia na naszej planecie. Bez wytwarzających cukier ze światła, wody i dwutlenku węgla roślin zerwałyby się wszystkie łańcuchy pokarmowe i sieci zależności w przyrodzie.
Globalna produkcja rolnicza: co może dla niej zrobić nauka
Do dziś, by wykarmić 8 mld ludzi zamieszkujących Ziemię, dzięki fotosyntezie wytwarzamy rocznie 11 mld ton żywności. Ten proces nie jest jednak wydajny – rośliny przetwarzają tylko niewielką część docierającej do nich energii słonecznej. Globalna produkcja rolnicza wymaga wykorzystania 48 mln km kwadratowych – aż 44 proc. powierzchni lądowej Ziemi nadającej się do zamieszkania.
Trudno więc się dziwić, że w perspektywie rosnącej liczby ludności i zmian klimatycznych, które ograniczą ilość dostępnych terenów uprawnych, naukowcy poszukują sposobów na poprawienie wydajności fotosyntezy (manipulując genami odpowiadającymi za szlaki metaboliczne w roślinach) lub… zastąpienie jej innym procesem. Tą drugą drogą postanowili pójść Bradie S. Crandall z Uniwersytetu Waszyngtona w St. Louis i współpracownicy, którzy ogłosili na łamach czasopisma „Joule” narodziny „elektrorolnictwa”.
Elektroliza zamiast fotosyntezy: jak rośliny mogą rosnąć bez światła
Idea jest prosta: w procesie elektrolizy (wykorzystując energię elektryczną) można z dwutlenku węgla i wody otrzymać związki złożone z wodoru, węgla i tlenu, m.in. etanol i octan. Te związki można następnie dostarczać roślinom w warunkach hydroponicznych, a one wykorzystają je do wzrostu. Jak przekonują autorzy, elektrorolnictwo ma wiele zalet. Nie wymaga światła. Zmniejsza zapotrzebowanie roślin na wodę o 95 proc. I jest bardzo wydajne: pozwoliłoby zmniejszyć wykorzystanie terenów rolniczych nawet o 90 proc. „Zaoszczędzony” ląd, zauważają autorzy, można by przeznaczyć na lasy, które pochłoną dwutlenek węgla z atmosfery.
Nawet jeśli wszystko brzmi dobrze, to na razie elektrorolnictwo jest nieopłacalne. Autorzy nie potrafili nawet oszacować jego kosztów. Ale już teraz można je wykorzystać tam, gdzie fotosynteza nie wystarcza – np. w misjach kosmicznych.
„Tygodnik Powszechny” – jedyny polski tygodnik społeczno-kulturalny.
30 tys. Czytelniczek i Czytelników. Najlepsze Autorki i najlepsi Autorzy.
Wspólnota, która myśli samodzielnie.
Artykuł pochodzi z numeru Nr 44/2024
