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Cientistas descobrem como cultivar plantas na escuridão total

A fotossíntese artificial, quando as plantas crescem apesar de não terem acesso à luz, poderia ajudar a aumentar a produção alimentar na Terra, e poderá um dia ser utilizada em Marte.

Plantas
Plantas a crescer na escuridão, num meio de acetato © Marcus Harland-Dunaway/UCR.

Investigadores nos Estados Unidos encontraram uma forma de cultivar plantas na escuridão total, utilizando um novo método de fotossíntese artificial que poderia ter grandes implicações para a futura produção de culturas.

Num estudo, publicado recentemente na revista Nature Food, cientistas da Universidade da Califórnia Riverside e da Universidade de Delaware desenvolveram um processo que contornou completamente o método biológico da fotossíntese - onde o dióxido de carbono, a água e a luz solar são utilizados para criar energia e biomassa nas plantas.

Em vez disso, foram utilizados dióxido de carbono, água e eletricidade para criar acetato - o principal componente do vinagre. As plantas de laboratório utilizavam então este acetato para crescer, com a eletricidade a ser gerada por painéis solares, aproveitando assim ainda a energia do Sol.

"Com a nossa abordagem procurámos identificar uma nova forma de produzir alimentos que pudesse quebrar os limites normalmente impostos pela fotossíntese biológica", disse o co-autor Robert Jinkerson, professor assistente de engenharia química e ambiental da UC Riverside.

Fotossíntese artificial "mais eficiente"

A fotossíntese é um dos processos biológicos mais importantes na Terra, tendo evoluído ao longo de milhões de anos para fornecer às plantas uma fonte renovável de energia, para que cresçam e funcionem. Estima-se que a fotossíntese global converte entre 100 e 115 mil milhões de toneladas de carbono em biomassa todos os anos, captando uma taxa média de 130 terawatts de energia.

No entanto, o processo é na realidade muito ineficiente, com apenas cerca de 1% da energia encontrada na luz solar a ir parar à planta. Os investigadores dizem que o seu método híbrido orgânico-inorgânico de fotossíntese artificial é muito melhor neste departamento. De facto, é até 18 vezes mais eficiente a transformar a luz solar em alimento nalguns casos, dizem eles.

Campo
Os métodos agrícolas tradicionais ocupam enormes quantidades de espaço e estão limitados a certos ambientes e climas.

Para determinar se a tecnologia poderia ser utilizada na futura produção alimentar, várias plantas de culturas comuns foram cultivadas na escuridão, utilizando apenas o meio de acetato para energia. As espécies de feijão-frade, tomate, tabaco, arroz, canola e ervilha foram todas capazes de crescer eficazmente neste ambiente.

O processo também foi considerado útil para o cultivo de outros tipos de organismos, incluindo algas verdes, leveduras e cogumelos.

Comida cultivada em solo marciano?

Ao libertar a agricultura das grilhetas da dependência da luz solar, o novo método desenvolvido pelos investigadores poderia revolucionar a forma como cultivamos as nossas culturas.

Secas, inundações e alterações climáticas constituiriam uma ameaça menor para a produção alimentar, segundo os investigadores, uma vez que as plantas poderiam crescer em áreas atualmente inadequadas para a agricultura, com ambientes controlados e menos dependentes do uso intensivo de recursos. Claro, isto também abre a porta a alimentos potencialmente em crescimento no Espaço, e até mesmo em Marte.

"Imagine um dia navios gigantescos a cultivar plantas de tomate na escuridão e em Marte - quanto mais fácil seria isso para os futuros marcianos?" disse a co-autora Martha Orozco-Cárdenas, diretora do Centro de Investigação de Transformação de Plantas da UC Riverside.