Pěstování rostlin bez světla: Zachrání nás umělá fotosyntéza?

Fotosyntéza představuje pro život na modré planetě nejdůležitější proces, při němž se oxid uhličitý s vodou přeměňují na kyslík a cukry. Odehrává se v chloroplastech rostlin, řas, sinic či některých bakterií a jeho hnací motor tvoří sluneční záření. Nejnovější studie vědců z University of California však pomyslnou světelnou bariéru překonala a zřejmě vytyčila cestu, kudy se bude ubírat odvětví umělé fotosyntézy a pěstování plodin ve tmě.

Kam nemůže slunce…

Pro fotosyntézu využije rostlina pouze 1 % slunečního svitu, který za den přijme, a produkce látek nutných k jejímu úspěšnému růstu je tak velmi omezená. Odborníci se tedy zaměřili na to, jak flóře dodat nezbytné přírodní zdroje, jež by se daly okamžitě účinně využít, a to v místech, kde slunce příliš nesvítí – například v halách.  

Základem řešení se staly solární panely: Vědci však nehodlali získanou energii využít k rozsvícení výkonných lamp, jež by svit slunce simulovaly, nýbrž k přímé produkci životodárných látek. Směs oxidu uhličitého a vody se pomocí elektrolýzy rozložila na prvky, z nichž byl poté získán acetát nebo také octan – základní složka octů. A ta rostlinám poskytne veškerou výživu, kterou by si za normálních podmínek opatřovaly fotosyntézou. 

Vymanit se z okovů

Převratnost novinky tkví především v efektivitě. Umělá produkce živin je totiž čtyřikrát účinnější než v podání samotných rostlin: Z téhož množství vstupních prvků a světla tedy může vzniknout čtyřnásobek životodárných látek. Takto „hnojená“ vegetace nepotřebuje k životu světlo a daří se jí i v absolutní tmě. „Hledali jsme způsob, jak se vymanit z okovů fotosyntézy,“ vysvětluje environmentální inženýr Robert Jinkerson z University of California.

Podle nejnovějších pokusů dokáže získaná kapalina vyživovat zelené řasy, kvasinky a houby. První zmíněné přitom potmě profitovaly až čtyřikrát víc než za běžných podmínek, a kvasinkám se dařilo dokonce osmnáctkrát lépe. Acetát však vyhovoval také rajčatům, hrášku, tabáku, rýži a řepce. „Zjistili jsme, že pomáhá růst celé řadě plodin,“ dodává Marcus Harland-Dunaway z téže univerzity. „Časem bychom pomocí křížení a trochy genetického inženýrství mohli vyšlechtit plodiny, které by acetát využívaly coby bonusový zdroj energie, čímž by se zvětšila úroda.“

Na Zemi či v kosmu

Jedná se o natolik pokrokovou a do budoucna významnou metodu, že ji NASA vybrala jako vítěze výzvy Deep Space Food Challenge hledající potravinové inovace. S pěstováním totiž pomůže nejen na Zemi, ale také v kosmu: Rostlinám by se tak mohlo dařit v podpovrchových základnách na Měsíci, v útrobách vesmírných lodí i na Marsu.

TIP: Salát vypěstovaný na oběžné dráze je stejně dobrý jako ten ze Země

Proces potenciálně pomůže rovněž v boji s globálním oteplováním, kdy ubývá tradičních míst k pěstování plodin a zemědělci se musejí uchylovat k alternativním řešením.