Histórico avance de expertos de las universidades de California y Delaware.
Una noticia conocida días atrás revolucionó a la comunidad científica internacional: científicos de la Universidad de California y de la Universidad de Delaware han encontrado una forma de evitar la necesidad de la fotosíntesis biológica y crear alimentos independientemente de la luz solar mediante la fotosíntesis artificial, algo que rediseña el futuro de la producción de alimentos. La nueva fotosíntesis artificial híbrida combina sistemas inorgánicos y biológicos, tanto para el cultivo en bases lunares e invernaderos marcianos como para aumentar la productividad agrícola en la Tierra.
El nuevo sistema es 18 veces más eficiente que la fotosíntesis natural en convertir la luz solar, anhídrido carbónico y agua en alimento, y podría ayudar a satisfacer la creciente demanda de alimentos sin expandir los terrenos agrícolas disponibles.
El resultado del estudio, publicado en la revista Nature Food, fue obtenido por un grupo de investigadores encabezado por las universidades estadounidenses de California, en Riverside, y en Delaware, en Newark, que demostraron el innovador método al cultivar organismos como levaduras, algas y hongos, utilizados en la producción de alimentos, y una serie de plantas entre ellos arroz, tomates, canola, frijoles, tabaco y guisantes.
El nuevo sistema de fotosíntesis artificial utiliza la electricidad generada mediante paneles fotovoltaicos para convertir agua y CO2 en oxígeno y acetato, una molécula orgánica muy común en organismos vivos y rica en carbono.
El acetato es utilizado como ingrediente clave para crecer en la oscuridad, o en manera independiente de la fotosíntesis natural, organismos y vegetales. Estudios anteriores habían analizado el posible uso de otras moléculas como fuentes de carbono, por ejemplo, el formiato o el metanol, que mostraban, sin embargo, un importante límite: su metabolismo produce también formaldehídos, que es tóxico.
El acetato, por el contrario, es metabolizado más fácilmente por una vasta gama de organismos sin producir compuestos dañinos.
Los investigadores, encabezados por Elizabeth Hann y Marcus Harland-Dunaway de la Universidad de California, y de Sean Overa, de la Universidad de Delaware, demostraron la eficiencia del método cultivando tres organismos: el alga verde fotosintética Chlamydomonas, ya empleada como fortificante de alimentos, y que demostró tener un efecto positivo en la salud gastrointetinal, la levadura Saccharomyces cerevisiae, ampliamente usada para la producción de alimentos y bebidas, y hongos.
Todos los organismos demostraron saber aprovechar el acetato como fuente de energía, eludiendo la fotosíntesis biológica.
Para evaluar ulteriormente la potencialidad del sistema artificial híbrido, los estudiosos analizaron el crecimiento de diversos cultivos en condiciones controladas y en la oscuridad, y observaron que el acetato producido artificialmente es prontamente incorporado a los tejidos de las plantas en crecimiento.
Mientras, la mayor parte de las plantas cultivadas puede convertir luz solar y CO2 en alimento con una eficiencia del 11% o hasta inferior, el nuevo sistema puede alcanzar el 25%.
«Con nuestro enfoque, buscamos una nueva forma de producir alimentos que pudiera superar los límites que normalmente impone la fotosíntesis biológica», dijo el autor correspondiente, Robert Jinkerson, profesor asistente de ingeniería química y ambiental de la UC Riverside.
