Con la "electroagricultura", las plantas pueden producir alimentos en la oscuridad y con un 94% menos de tierra, según los bioingenieros
La fotosíntesis, la reacción química que permite casi toda la vida en la Tierra, es extremadamente ineficaz para captar energía: sólo alrededor del 1% de la energía luminosa que absorbe una planta se convierte en energía química dentro de ella. En un artículo publicado el 23 de octubre en la revista Joule de Cell Press, los bioingenieros proponen un nuevo método radical de producción de alimentos que denominan "electroagricultura". El método sustituye esencialmente la fotosíntesis por una reacción química alimentada por energía solar que convierte más eficazmente el CO2 en una molécula orgánica que las plantas estarían genéticamente diseñadas para "comer". Los investigadores calculan que si todos los alimentos de EE.UU. se produjeran mediante electroagricultura, se reduciría en un 94% la cantidad de tierra necesaria para la agricultura. El método también podría utilizarse para cultivar alimentos en el espacio.
Prototipo
Feng Jiao
"Si ya no necesitamos cultivar plantas con la luz del sol, entonces podemos desvincular la agricultura del medio ambiente y cultivar alimentos en interiores, en entornos controlados", dice el autor e ingeniero biológico Robert Jinkerson (@JinkersonLab) de la Universidad de California, Riverside. "Creo que tenemos que llevar la agricultura a la siguiente fase de la tecnología, y producirla de forma controlada y desvinculada de la naturaleza tiene que ser el siguiente paso".
La electroagricultura supondría sustituir los campos de cultivo por edificios de varios pisos. Los paneles solares situados en los edificios o cerca de ellos absorberían la radiación solar, y esta energía alimentaría una reacción química entre el CO2 y el agua para producir acetato, una molécula similar al ácido acético, principal componente del vinagre. El acetato se utilizaría para alimentar plantas cultivadas hidropónicamente. El método también podría utilizarse para cultivar otros organismos productores de alimentos, ya que el acetato es utilizado de forma natural por setas, levaduras y algas.
"El objetivo de este nuevo proceso es aumentar la eficiencia de la fotosíntesis", explica Feng Jiao (@Jiao_Lab), autor principal y electroquímico de la Universidad de Washington en San Luis. "Ahora mismo, estamos en torno al 4% de eficiencia, que ya es cuatro veces mayor que la de la fotosíntesis, y como todo es más eficiente con este método, la huella de CO2 asociada a la producción del alimento se hace mucho menor."
Para diseñar genéticamente las plantas que comen acetato, los investigadores aprovechan una vía metabólica que las plantas en germinación utilizan para descomponer el alimento almacenado en sus semillas. Esta vía se desactiva una vez que las plantas son capaces de realizar la fotosíntesis, pero volver a activarla les permitiría utilizar el acetato como fuente de energía y carbono.
"Intentamos volver a activar esta vía en las plantas adultas y despertar su capacidad nativa para utilizar el acetato", explica Jinkerson. "Es análogo a la intolerancia a la lactosa en los humanos: de bebés podemos digerir la lactosa de la leche, pero muchas personas desactivan esa vía cuando crecen. Es más o menos la misma idea, sólo que para las plantas".
El equipo está centrando su investigación inicial en los tomates y las lechugas, pero en el futuro tiene previsto ampliarla a cultivos básicos ricos en calorías como la mandioca, la batata y los cereales. En la actualidad, han conseguido diseñar plantas que pueden utilizar acetato además de la fotosíntesis, pero su objetivo final es diseñar plantas que puedan obtener toda la energía que necesitan del acetato, lo que significa que no necesitarían luz.
"En el caso de las plantas, todavía estamos en la fase de investigación y desarrollo para conseguir que utilicen el acetato como fuente de carbono, porque las plantas no han evolucionado para crecer de esta manera, pero estamos avanzando", dice Jinkerson. "Las setas, la levadura y las algas, sin embargo, pueden cultivarse así hoy en día, así que creo que esas aplicaciones podrían comercializarse primero, y las plantas vendrán más adelante".
Los investigadores también tienen previsto seguir perfeccionando su método de producción de acetato para que el sistema de fijación del carbono sea aún más eficiente.
"Éste es sólo el primer paso de esta investigación, y creo que hay esperanzas de que su eficiencia y coste mejoren significativamente en un futuro próximo", afirma Jiao.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria alimentaria y de bebidas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de la industria de alimentos y bebidas le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
