Ученые научились выращивать растения в полной темноте

Перспективы у технологии огромны.

Биологи из Калифорнийского университета выяснили, как можно полностью отказаться от солнечного света и при этом ускорить рост растений. Используя ацетат в качестве источника углерода, ученые успешно вырастили несколько культур и пищевых микробов в абсолютной темноте. Новый подход оказался даже эффективнее естественного — например, производство дрожжей без света ускорилось в рекордные 18 раз. Перспективы у технологии огромны, утверждают авторы, — искусственный фотосинтез упростит ведение сельского хозяйства в пасмурных регионах, он же прокормит космонавтов и колонизаторов других планет.

Как объяснили ученые, несмотря на то, что фотосинтез миллионы лет выступал в качестве главного процесса, стимулирующего рост растений, солнечный свет никогда не был идеальным источников энергии. В среднем сельскохозяйственные культуры поглощают лишь от 3% до 6% солнечного света. Изучая различные соли и эфиры, ученые пришли к выводу, что ацетат — основной компонент обычного уксуса — может работать в качестве более эффективной системы замены фотосинтеза.

В ходе исследования ученые подавали ацетат растениям, минуя естественный фотосинтез — все изучаемые объекты находились в темных камерах без доступа к искусственным и естественным источникам света. Команда проверила свою методику на множестве организмов, включая дрожжи, зеленые водоросли, грибковый мицелий, вигну, помидоры, табак, рис, рапс и зеленый горошек. Результат показал, что все эти организмы можно выращивать в ацетатной среде в полной темноте и, в некоторых случаях, даже более эффективно, чем при солнечном свете, сообщает New Atlas.

Согласно опубликованным данным, обычные водоросли при поддержке ацетата выращивались в четыре раза эффективнее, а производство дрожжей ускорилось в 18 раз. Секрет успеха новой методики заключается в том, что ацетат встраивает свои молекулярные строительные блоки в работу клеток растений — с ним культуры быстрее перерабатывают углекислый газ и воду в полезные вещества для стимуляции собственного роста. По словам Маркуса Харланд-Дунауэя, соавтора исследования, этот искусственный фотосинтез способен изменить парадигму того, как растения кормят людей.

«Мы обнаружили, что широкий спектр сельскохозяйственных культур может использовать ацетат для встраивания его в основные молекулярные строительные блоки, необходимые организму для роста и процветания. С некоторыми методами селекции и инженерии, над которыми мы сейчас работаем, мы могли бы выращивать культуры с ацетатом в качестве дополнительного источника энергии для повышения урожайности», — рассказал Харланд-Дунауэй.

Он также добавил, что, помимо отказа от солнечного света, искусственный фотосинтез снижает требования к земельным ресурсам и воздействие сельского хозяйства на окружающую среду. В долгосрочной перспективе этот подход пригодится как на Земле, так и в космосе. Повышенная энергоэффективность растений, например, позволит накормить больше членов экипажа с меньшими затратами, отметили ученые.