Revoluce v pěstování zemědělských plodin: Sluneční světlo už možná nebude potřeba

Představte si budoucnost, kde místo nekonečných lánů polí vidíte rozmanité krajiny plné života. Zemědělské plochy jsou přesunuty do výškových budov, podzemních komplexů, nebo dokonce do vesmíru. Sci-fi? Možná ne. Vědci z Washingtonské univerzity v St. Louis přišli s myšlenku elektro-agrikultury, která by mohla kompletně změnit způsob pěstování plodin a napomoci snížení ekologické zátěže i řešení výzev, jež přinášejí klimatické změny.

Základem této inovativní metody je obejít fotosyntézu a místo toho „krmit“ rostlinu nízkomolekulárními uhlovodíky. Rostlina by tak obdobně jako živočichové získávala energii přeměnou chemických látek namísto světelné energie a mohla by tak růst i ve tmě.

Tento proces je přitom v přírodě běžný. Při klíčení rostlina využívá zásobní látky v semínku k produkci energie potřebné k růstu. Jakmile však začne být rostlina schopná fotosyntézy, je tento metabolismus deaktivován. Pomocí nových metod šlechtění se nyní vědci pokoušejí tyto metabolické dráhy znovu aktivovat a zavést systém umožňující pěstování rostlin bez potřeby slunečního světla.

Klíčovou součástí tohoto přístupu je také elektrický rozklad oxidu uhličitého ve vodě, při kterém vzniká acetát – nový zdroj energie pro rostliny. Ten je ke kořenům přiváděn prostřednictvím hydroponie, což přináší řadu dalších výhod. Umožňuje to efektivnější řízení přísunu živin, minimalizuje ztráty hnojiv odplavením a snižuje tak i rizika eutrofizace vodních ekosystémů. Rostliny jsou v tomto systému nezávislé na vnějších klimatických podmínkách, mohou růst celoročně a spotřeba energie je výrazně nižší než při pěstování s umělým osvětlením.

Výzkum zatím stále probíhá, avšak vědci už dosáhli významného pokroku. Podařilo se vypěstovat rostliny schopné kombinovat metabolismus acetátu s fotosyntézou, což vedlo ke čtyřnásobnému zvýšení efektivity růstu oproti samotné fotosyntéze. Cílí však na vyšlechtění rostlin, které budou využívat acetát jako jediný zdroj energie. Testování aktuálně probíhá na bramborách, rajčatech a salátu, s plánem rozšířit výzkum na další důležité plodiny.

Tento přístup k pěstování s sebou nese ohromné výhody a pokud by se stal běžnou praxí, plocha potřebná pro zemědělství by se mohla snížit odhadem o více než 90 %. To by nejen uvolnilo obrovské plochy pro přirozené ekosystémy, ale také významně snížilo emise a způsobilo doslova revoluci v produkci potravin. Možná stojíme na prahu nové éry udržitelného zemědělství a kdo ví – třeba se jednou budou plodiny dovážet i z jiných planet.