La fotosíntesis es el mecanismo principal de conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía de la luz. Gracias a la fotosíntesis, las plantas son capaces de utilizar el dióxido de carbono y la energía de la luz para generar biomasa, que constituye de manera directa o indirecta el alimento que ingerimos.
Sin embargo, su rendimiento no es especialmente brillante: se calcula que tan solo el 1% de la energía provista por la luz y el dióxido de carbono termina incorporándose a la planta en forma de biomasa. ¿Qué ocurriría si fuéramos capaces de hackear tecnológicamente este proceso para multiplicar la eficiencia en la generación de biomasa y, por tanto, pudiésemos obtener procesos más productivos?
Un nuevo modelo de fotosíntesis artificial utiliza un proceso electrocatalítico en dos pasos para convertir dióxido de carbono, electricidad y agua en acetato, que puede ser utilizado por múltiples organismos para crecer, y hacerlo además en la oscuridad, sin necesidad de aporte lumínico. ¿Qué consecuencias puede tener un sistema así? Si partimos de electricidad obtenida mediante procesos renovables, como la generada por placas solares, para alimentar el proceso electrocatalítico, podemos incrementar la conversión de luz a biomasa por un factor de 18 en el caso de algunos organismos como algas verdes, levaduras o micelios de hongos. Muchas plantas, como alubias, guisantes, tomate o arroz son también susceptibles de crecer en la oscuridad con un aporte de acetato.
Un mecanismo híbrido como este posibilitaría no solo una obtención de biomasa para alimentación mucho más eficiente, sino que, además, proporcionaría posibilidades muy interesantes, como la de dedicar zonas a cultivos que antes no eran utilizables, en entornos controlados – cada vez más interesante debido a la creciente inestabilidad del clima y a los desastres como huracanes, inundaciones, etc. que amenazan muchas cosechas, – en ciudades, o incluso en el espacio, posibilitando la obtención de alimentos cultivados en bases espaciales en circunstancias mucho más limitantes y mediante procesos mucho más productivos que la agricultura tradicional.
Rediseñar un proceso natural en la base de toda la cadena trófica para ser capaz de sustituir una de sus fases por otra artificial mucho más productiva. Si esto no es hacking en su mejor expresión, muy pocas cosas lo son!
This article is also available in English on my Medium page, «How hacking into photosynthesis could solve our food supply problems»
Que se pudiera hackear con buenos resultados la fotosíntesis y mejorar ese actual 1% de rendimiento obtenido de la luz del sol estaría genial. El conseguir fotosíntesis ya de noche sería un gran hito científico.
Si las tecnologías propuestas en tu artículo tienen viabilidad real y práctica, sería merecedor de un Premio Nobel y sin duda de la mayor inversion posible.
Ian McEwan, en su novela Solar retrata a un científico que resuelve el uso de la fotosíntesis para generación eléctrica. Muy recomendable.
Buenísima noticia. Este es uno de los temas donde la naturaleza nos sigue sorprendiendo. Si pudiéramos hacer una fotosíntesis artificial, las emisiones de CO2 podrían canalizarse a algo beneficioso
Una gran noticia… solo tiene una pega esa humana sonrisa del científico que la aporta… hay en ella algo de pornográfico, pero…
Resulta algo alucinante las veces, que el ser humano olvida que si la naturaleza tarda mucho en sus procesos de cambio evolutivo, debe ser por algo (lógico?).
Si comparamos los descalabros imperiales, por ejemplo, entre Oriente y Occidente, notaremos como los avances teóricos de la Gran Hipócrita Europa, se convierten en pequeñas desgracias evolutivas… sin ir más lejos dos guerras mundiales, que dejaron minúsculas a otras guerras como las de los 30, 100 e, incluso, las napoleónicas… porque hay que ver lo mucho que, en el siglo XX, se presumía de revolución industrial y científica… PUF!!!
Y para rematar con el panorama de «tanta ciencia», una crisis ambiental de veinte pares de cojones, a auténtica velocidad de crucero.
¡Una cosa es la ciencia, otra muy diferente «los científicos»!
Aunque mi desconfianaza puede ser un mero influjo de la serie Resident Evil, que me estoy chutando estos días.