حل مشکلی در فرآیند فتوسنتز که به افزایش رشد غلات تا ۴۰ درصد کمک خواهد کرد

دراغلب اوقات، طبیعت به عنوان یک بهینه ساز عالی برای مشکلات عمل می‌کند، به همین دلیل است که از محققان علوم روبوتیک گرفته تا دانشمندان مواد بسیار علاقمند به قرض گرفتن این تکنیک‌ها از طبیعت هستند. با این حال، هنگامی‌که صحبت از فتوسنتز به میان می‌آید، بیان می‌شود که بسیاری از محصولات می‌توانند عملکرد  بهتری داشته باشند – و دانش پیشرفته می‌تواند به این موضوع کمک کند.

محققان دانشگاه ایلینوی و اداره تحقیقات کشاورزی ایالات متحده از اصلاحات ژنتیکی استفاده کرده‌اند تا نشان دهند که محصولات خاص می‌توانند ۴۰ درصد کارایی بیشتری داشته باشند. این کار با رفع “مشکل فتوسنتزی” صورت می‌گیرد که پتانسیل عملکرد بسیاری از محصولات را از طریق فرایند مصرف انرژی به نام تنفس نوری محدود می‌کند. بخشی از تنفس نوری به دلیل آنزیم روبسیو صورت می‌گیرد، این آنزیم یک مولفه حیاتی در فرایند فتوسنتز است که تحت شرایط خاصی قادر به اندازه گیری دقیق مولکول‌های دی اکسیدکربن و اکسیژن در ۲۰ درصد از اوقات نیست. نتیجه یک ترکیب گیاهی سمی‌است که باید از طریق تنفس نوری بازیافت شود و از این طریق انرژی گرانبهایی که می‌تواند برای فرآیند فتوسنتز مورد استفاده قرار گیرد را مصرف می‌کند.

دونالد اورت، استاد علوم گیاهی و زراعی در انستیتوی Genomic Biology کارل ووز ایلینوی، در یک بیانیه گفت:

ما می‌توانیم در ایالات متحده با کالری‌هایی که از طریق تنفس نوری هدر می‌روند ۲۰۰ میلیون نفر را سیر کنیم. بازگرداندن حتی بخشی از این کالری‌ها در سراسر جهان برای رسیدن به خواسته‌های غذایی در قرن بیست و یکم که به سرعت در حال گسترش است، کافی خواهد بود … مقدار غذایی که به دلیل رشد جمعیت و رژیم‌های غذایی پر کالری بیشتر شده است.

دانشمندان فعال در زمینه ژنتیک هوشمند، راهی برای تغییر فرایند تنفس نوری پیدا کرده‌اند تا بتوانند منابع را ذخیره کنند. به صورت هیجان انگیزی، رشد ۴۰ درصدی در رشد گیاهان تنها یک فرضیه نیست، آنها این روش را در شرایط زراعی و در دنیای واقعی آزمایش کرده‌اند. این افزایش بازده در تنباکو  مشاهده شده که نسبت به سایر محصولات به راحتی قابل تغییر و تست است. این محصولات جدید سریعتر، بلندتر و با ۴۰ درصد زیست توده‌ی بیشتر ، از جمله ساقه‌های ضخیم‌تر رشد می‌کنند. تیم تحقیقاتی قصد دارد تا یافته‌های خود را بر روی مجموعه‌ای از محصولات دیگر، از جمله سویا، لوبیا چشم‌ بلبلی ، برنج، سیب زمینی، گوجه فرنگی و بادمجان آزمایش کند.

به احتمال زیاد، حداقل یک دهه طول خواهد کشید تا تحقیقات کافی در زمینه‌ی آزمایشات قانونی برای کشاورزان در سراسر جهان به ثمر بنشیند. با این حال، فرض کنید که این آزمایشات چیزی برای نگرانی نشان ندهد،در این صورت ممکن است تبدیل به یک تغییر عمده در کشاورزی شود – به ویژه در مکان‌هایی مانند کشورهای جنوب صحرای آفریقا و آسیای جنوب شرقی که به شکل سرسام آوری با افزایش جمعیت و کاهش منابع روبرو هستند.

آیا شما با اصلاح ژنتیکی مواد خوراکی موافق هستید؟ چه مشکلاتی را در این زمینه پیشبینی می‌کنید؟ نظرات خود را با ما درمیان بگذارید.