¡La súper fotosíntesis es la solución de próxima generación para la alimentación humana! ?
Viviendo en los tiempos modernos, lo más conveniente para nosotros probablemente sea la comida que esté disponible. La conveniencia de múltiples opciones y precios bajos puede hacer que sea difícil comprender que el suministro y el origen de los alimentos del mundo es una cuestión importante que afecta el futuro de la supervivencia humana. Pero en realidad se trata de un problema de largo plazo al que se enfrenta todo el mundo. Los cambios en el clima y el medio ambiente, el aumento de la esperanza de vida han provocado un fuerte aumento de la población mundial… y así sucesivamente, haciendo que el número de humanos no sea proporcional a la tasa de crecimiento de los alimentos. Afortunadamente, los científicos están preparados para que estemos preparados para el peligro en tiempos de crisis, antes de que el problema se salga de control, encontramos activamente formas de prevenir posibles crisis alimentarias en el futuro desde perspectivas y direcciones innovadoras. En este artículo, analizaremos la importancia del problema alimentario y cómo la ciencia propone posibles soluciones a partir de la última tecnología genética, la "superfotosíntesis".
¿Sabías que el fenómeno de El Niño provocado por el cambio climático ha provocado la peor sequía de África en 30 años? En 2016, la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID) proporcionó casi 654.380 millones de dólares estadounidenses (aproximadamente 3.300 millones de dólares NT) para brindar asistencia alimentaria de emergencia a 102.000 personas en Etiopía. Esta crisis silenciosa no está ocurriendo sólo en África, sino que se extenderá a todo el planeta, porque El Niño también puede causar sequías en el Sudeste Asiático y Australia, así como fuertes lluvias en América del Sur, lo que provocará fuertes caídas en el arroz, el trigo y producción de azúcar. Por lo tanto, incluso los países productores de cereales deben protegerse contra posibles crisis alimentarias.
Por otro lado, los avances en la tecnología médica han aumentado la tasa de crecimiento de la población, pero la producción y la tasa de crecimiento de cultivos importantes están muy por detrás de la tasa de crecimiento de la población mundial. Además, incluso en la provincia de Taiwán, la tasa de autosuficiencia alimentaria está disminuyendo año tras año, alcanzando el 33,3% en 2015, muy por debajo del 56% de hace 30 años. Dependemos demasiado de las importaciones de alimentos. Una vez que hay escasez de fuentes de alimentos importados, podemos enfrentarnos inmediatamente a una crisis alimentaria.
La ingeniería genética avanzada de la súper fotosíntesis puede aumentar el rendimiento de los cultivos, y los últimos avances en investigación en ingeniería genética pueden traer esperanza a la crisis antes mencionada. Con la popularidad de la secuenciación de genes, se han decodificado más genes biológicos. Recientemente, los genetistas anunciaron que habían dado un gran paso adelante en su investigación sobre el arroz genéticamente modificado. Por lo tanto, al igual que el maíz y las malas hierbas, el arroz puede absorber la energía solar necesaria de forma más eficaz y crecer rápidamente, lo que mejora enormemente la eficiencia del crecimiento. Gracias a los esfuerzos de los científicos, este equipo de investigación que abarca 12 laboratorios en ocho países ha superado un obstáculo importante y ha mejorado enormemente el rendimiento del arroz, lo que también podría aplicarse al trigo en el futuro. Estos dos cultivos alimentarios, de los que dependen los seres humanos, representan casi el 40% de los principales cultivos alimentarios del mundo. Su producción se está estabilizando gradualmente, lo que hace cada vez más difícil satisfacer la creciente demanda de alimentos.
En pocas palabras, las plantas se pueden dividir en C3, C4 y Camu. Las plantas C3 pueden fotorrespirar, pero las plantas C4 no. Plantas C3, como arroz, trigo, guisantes, etc. , principalmente plantas en zonas cálidas y frías, alrededor del 95% de las plantas en la tierra son C3. Las plantas C4 incluyen la caña de azúcar y el maíz, distribuidas principalmente en zonas tropicales. CAM son principalmente suculentas como cactus y agave. Cuando casi todas las plantas C3 están realizando la fotosíntesis, si la luz es demasiado fuerte y la temperatura demasiado alta, los estomas se cerrarán para evitar la pérdida de agua. Como resultado, la fotorrespiración sólo puede producir CO2 pero no energía, lo que reduce la eficiencia de la fotosíntesis y no ayuda al crecimiento de las plantas. Por el contrario, las plantas C4 tienen una mayor eficiencia fotosintética. Este proceso de fotosíntesis "súper acelerado", llamado fotosíntesis C4, acelera el crecimiento de las plantas al capturar dióxido de carbono y concentrarlo en las células de las hojas. Hacer la fotosíntesis más eficiente. Por eso el maíz y la caña de azúcar crecen tan eficientemente. Si el arroz se cultivara mediante la fotosíntesis C4, sería capaz de superar al arroz actual en tan sólo unas pocas semanas.
Los investigadores calcularon que el arroz y el trigo con fotosíntesis C4 aumentarían los rendimientos en aproximadamente un 50% por hectárea, lo que permitiría producir la misma cantidad de alimentos utilizando menos agua y fertilizantes, con la esperanza de solucionar la crisis alimentaria provocada por el cambio climático.
Sin embargo, el dilema actual para los científicos es que, a pesar de los cambios genéticos, las plantas de arroz todavía dependen principalmente de su forma habitual de fotosíntesis. Para que el arroz cambiara completamente al nuevo modo fotosintético, los investigadores necesitaban una disposición más precisa en las células. Los nuevos métodos de edición del genoma permiten a los científicos modificar partes precisas de los genomas de las plantas y realizar docenas de cambios genéticos en las plantas a la vez. Altera fácilmente una gran cantidad de genes, mejorando enormemente la lentitud y las deficiencias de los métodos de reproducción agrícola tradicionales.
Si bien esta ingeniería genética avanzada, la fotosíntesis potenciada, realmente beneficiará a los agricultores en general, probablemente requerirá varios años de investigación y desarrollo. Por supuesto, reorganizar las plantas para realizar la fotosíntesis es muy complejo. Pero una vez que los científicos resuelvan todos estos problemas con la tecnología de fotosíntesis C4, se espera que muchos cultivos, incluidos el trigo, las patatas, los tomates, las manzanas y la soja, se sumen al tren de rápido crecimiento. Por supuesto, todavía existen muchas preocupaciones sobre los cultivos genéticamente modificados. No necesariamente, los cultivos genéticamente modificados son la única solución. En cualquier caso, cómo resolver de forma segura y exitosa las fuentes de alimentos en el futuro bajo la amenaza del cambio climático es un tema digno de discusión y consideración en profundidad.
En.wikipedia/wiki/C4_carbon_fixationTechnology Review/s/535011/Supercharged-Photo Synthesis/Plant Physiology/content/1/56 . Fotosíntesis-Solución-Juego-del-Hambre-Esporádico-Kenya/
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