Cultivar alimentos en la oscuridad

Casi el quince por ciento de toda la tierra en la Tierra se utiliza actualmente para la agricultura. Se espera que alimentemos diez mil millones de bocas para 2050, dos mil millones más que hoy. ¿Necesitamos talar más bosques para eso? Cultivar más alimentos por metro cuadrado puede ser una idea más sostenible. Mejores variedades, fertilización medida y control de enfermedades de las plantas ayudan, pero hay una alternativa: más arriba. Al cultivar de forma compacta en edificios altos, el cultivo ocupa de diez a veinte veces menos tierra. Y puede que ni siquiera sea necesario colgar lámparas, según una investigación estadounidense.

Desconexión de la energía solar

Normalmente, una planta utiliza la luz solar para su crecimiento, durante la fotosíntesis. La planta toma agua (H2O) del suelo y dióxido de carbono (CO2) desde el cielo. Bajo la influencia de la luz (del sol), estas sustancias se convierten en oxígeno (O2) y azúcares. El azúcar es alimento para la planta. El oxígeno que produce la planta se libera al aire.

Pero las plantas necesitan luz para crecer, ¿verdad? De hecho, necesitan luz para la fotosíntesis, el proceso por el cual producen CO.2 y convertir el agua en azúcares para su crecimiento. La luz artificial es una posibilidad, pero las lámparas consumen enormes cantidades de electricidad. Científicos estadounidenses han encontrado recientemente un truco que hace que las plantas ya no necesiten luz.

Los investigadores unieron el primero de los dos pasos de la fotosíntesis. Ese es el único paso que requiere luz solar: la planta luego convierte la energía solar en energía química. En el segundo paso, la planta convierte esa energía química en azúcares, lo que no requiere energía lumínica. En el nuevo truco, los biólogos alimentan la energía química en forma de líquido directamente a los cultivos, eliminando la necesidad de luz solar.

El nutriente que los científicos le dan a los cultivos, el acetato, primero debe hacerse en el laboratorio, a partir de CO ., entre otras cosas2 y agua. Esto se hace con electricidad generada por paneles solares. El acetato luego convierte las plantas en azúcares para su crecimiento. De esta forma, los investigadores cultivaron algas y masas de tejido a partir de lechuga. El siguiente paso es cultivar una cabeza completa de lechuga u otro cultivo.

Parece bastante engorroso a primera vista, usar la electricidad para imitar el primer paso de la fotosíntesis, en lugar de usarla como luz artificial. Pero los paneles solares convierten la luz solar en energía de manera mucho más eficiente que las plantas. Las plantas usan solo el uno por ciento de toda la energía solar que captan para su crecimiento. Con el nuevo método, esto es hasta cuatro veces más. Aunque esos paneles solares todavía tienen que ser producidos primero, por supuesto.

El ahorro de energía a través del desvío de la fotosíntesis tiene una razón química. “Normalmente, las plantas adhieren seis átomos de carbono individuales, provenientes del CO2, juntos para formar una molécula de azúcar más grande”, dice Sylvestre Bonnet, profesor de fotoquímica en la Universidad de Leiden. “El nuevo método lo hace más fácil para las plantas: los científicos alimentan los componentes básicos de la planta que consisten en dos átomos de carbono. Las plantas solo tienen que unir tres bloques de construcción, lo que ahorra energía”.

incoloro

Las fresas que crecen en la oscuridad no tendrán un atractivo color rojo porque la planta no producirá ciertos pigmentos.

Sin embargo, la luz del sol hace más que asegurar el crecimiento. Estimula la producción de pigmento verde en los cloroplastos, donde tiene lugar la fotosíntesis. Si coloca una planta de interior en un rincón demasiado oscuro, las hojas se volverán amarillas. Lo mismo sucede con los cultivos en la oscuridad. “La producción de otros pigmentos que dan a las plantas colores rojo, azul o púrpura también es fuertemente estimulada por la luz”, dice Wouter de Bruijn, químico de alimentos de Wageningen. Sin luz, por lo tanto, no obtenemos hermosas fresas rojas o berenjenas moradas, sino variedades amarillo-blancas menos atractivas. Tampoco se sabe aún si el sabor, la textura y la calidad de los alimentos cultivados en la oscuridad es igual a la de los cultivos tal como los conocemos hoy.

Leo Marcelis, profesor de horticultura y fisiología de productos en la Universidad de Wageningen, puede tener una solución para esto. Él piensa que la nueva tecnología tal vez podría usarse como una ayuda para las granjas de interior existentes. En tales granjas, o agricultura vertical, los productores cultivan cultivos con iluminación LED. y simplemente regular los factores de crecimiento, reduciendo la necesidad de agua, fertilizantes y pesticidas. La principal desventaja de la agricultura vertical tradicional es el hecho de que las lámparas LED consumen enormes cantidades de electricidad. “Con la nueva tecnología, es posible que podamos cultivar con una intensidad de luz más baja, por lo que se necesitan muchas menos lámparas LED”, dice Marcelis. Esto ahorra costos de compra y electricidad, mientras que el color, la textura y la calidad probablemente se conservan.

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Sin embargo, no debemos apuntar todas las flechas a un mismo método, dicen los expertos holandeses. “Podemos mejorar la agricultura a través de múltiples rutas y siempre es beneficioso explorarlas al mismo tiempo”, dice Marcelis. Su colega Lucas van der Zee agrega: “La investigación de los científicos estadounidenses aún es nueva. Es un tema interesante, porque los científicos han estado tratando de mejorar la fotosíntesis durante décadas. Quizás cultivar plantas en la oscuridad sea el futuro, pero primero se necesita investigación adicional”.

La luz del sol actualmente forma la base de toda nuestra pirámide alimenticia. Con esta nueva técnica, es posible que podamos eludir esta base en el futuro y, por lo tanto, producir más alimentos en menos tierra. Quién sabe, nuestro consumo global puede entonces estar en línea con lo que la tierra puede proporcionar.

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