Život na Zemi se neobejde bez Slunce. Jeho paprsky dodávají potřebnou energii člověku, zvířatům i rostlinám. Díky životadárnému záření každý rok uzraje na polích úroda. V budoucnu bychom ale mohli pěstovat plodiny také uměle a být na Slunci méně závislí. Ve své studii o umělé fotosyntéze to naznačují vědci z amerických univerzit v Riverside a Delaware.
Místo Slunce elektřina
Fotosyntéza je jednou ze základních podmínek života na Zemi. Rostliny při ní pohlcují sluneční záření, vodu a oxid uhličitý a s pomocí svého zeleného barviva chlorofylu přemění nastřádané zásoby na energii a kyslík. Díky tomu rostou a svět okolo dýchá. Při umělé fotosyntéze ale vědci nyní dokážou nahradit sluneční svit elektřinou ze solárních panelů.
Elektřina při takzvaném elektrokatalytickém procesu vyrábí v rostlinách octan (acetát, sůl kyseliny octové). Kyselina octová je základní složka obyčejného octa do kuchyně, její sůl se ale při umělé fotosyntéze stává “krmivem” pro pěstované plodiny. Z octanu získávají energii místo té ze Slunce, a mohou tak růst dokonce i za úplné tmy.
Fotosyntéza v laboratoři
Z pohledu pěstitele je nová metoda výkonnější než přirozený proces. Při běžné fotosyntéze dokážou rostliny využít jen asi 1 % sluneční energie. V laboratoři však výzkumníkům rostly například fotosyntetizující řasy čtyřikrát efektivněji. Produkce houbových organismů kvasinek kvasinek, které také mohou octan využívat jako zdroj energie, se zvýšila dokonce osmnáctkrát.
Umělý proces testoval vědecký tým úspěšně na řadě dalších organismů, například mikrobech, ale současně i na běžných plodinách, jako jsou rajčata, tabák, rýže, řepka nebo hrášek.
Studie otevírá nové možnosti pro alternativní zemědělství, které se v umělých podmínkách částečně vyhne extrémnímu počasí, jako je sucho, záplavy nebo požáry. Díky umělé fotosyntéze by se plodiny mohly snadněji pěstovat také v méně úrodných oblastech světa a s využitím menšího množství půdy.
Zrovna tak by umělá fotosyntéza mohla více rozvinout pěstování plodin ve městech a dokonce ve vesmíru a jiných planetách. "Představte si, jak se pěstují rajčata na obřích plantážích ve tmě na Marsu,” přemýšlí spoluautorka vědecké studie Martha Orozco-Cárdenas. Tento úhel pohledu přinesl projektu vítězství v soutěži NASA Deep Space Food Challenge.
Soutěž NASA Deep Space Food Challenge • Zdroj: NASA's Marshall Space Flight Center
Umělé hovězí
V současnosti vědci rozvíjí myšlenku umělé produkce potravin také v živočišné výrobě. Díky tomu mohou už dnes první jedlíci ochutnat například hamburger z laboratorně vypěstovaného masa, kvůli kterému nemusela na porážku jediná kráva.
Laboratorní maso se vyrábí například pomocí biotisku. Při něm speciální zařízení skládá z živočišných buněk svalovou tkáň, která vypadá a chutná skoro stejně jako přírodní steak. Šetří se tím nejen život hovězího dobytka, ale také přírodní prostředí. Kvůli zvyšujícímu se počtu obyvatel naší planety je zásobování světa masem podle názoru odborníků do budoucna neudržitelné.
