Îmbunătățirea fotosintezei pentru creșterea randamentelor - Sciences et Avenir

Postat pe 19.11.2019 la 9:00 a.m.

Fotosinteza, procesul responsabil de producerea materiei organice, a energiei și a oxigenului esențiale pentru viață, ar putea fi îmbunătățită acum, în timp ce înțelegem mai bine modul în care funcționează unul dintre lucrătorii săi cruciali, citocromul b6f.

Pentru a hrăni 9,7 miliarde de oameni în 2050, fotosinteza îmbunătățită ar putea crește randamentul agricol

IGOR STEVANOVIC/FOTO ȘTIINȚĂ/IST/BIBLIOTECĂ FOTO ȘTIINȚĂ/AFP

Până în 2050, populația umană de pe Pământ va număra 9,7 miliarde de oameni. O astfel de creștere demografică trebuie, conform Organizației Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură (FAO), să fie însoțită de o creștere semnificativă a producției agricole, în încercarea de a satisface nevoile crescute ale populației. Randamentele agricole depind în mare măsură de productivitatea fotosintetică a culturilor vegetale, care cresc numai în prezența dioxidului de carbon (CO2) pe care îl transformă în glucoză. O fotosinteză mai eficientă pentru randamente agricole mai bune, o strategie care ar putea constitui o soluție la problema unei cereri nutriționale în continuă creștere? Aceasta este întrebarea la care au răspuns oamenii de știință de la Universitatea din Sheffield într-un studiu publicat pe 13 noiembrie 2019 în revista Nature.

Frunza, o pompă în miniatură esențială vieții

Principiul fotosintezei este simplu: CO2 prezent în atmosferă este absorbit și transformat în glucoză (vezi diagrama de mai jos). Această reacție chimică are loc în frunză, mai exact în cloroplast, un organet al celulelor vegetale dedicat acestei funcții. Procesul de fotosinteză este împărțit în două faze distincte, faza luminoasă și faza întunecată, așa-numita deoarece doar prima necesită aportul de energie luminoasă.

În această fază luminoasă, planta are nevoie de lumină și apă, prima fiind utilizată pentru a descompune a doua. Această etapă are loc în tilacoide, compartimente mici, foarte plate, situate în interiorul cloroplastului și alcătuite în mare parte din membrana lor. În el sunt încorporați lucrători esențiali ai fotosintezei: proteine numite fotosisteme I și II și două enzime, citocromul b6f - care se găsește între cele două fotosisteme - și ATP sintaza.

Fotosinteza, un efort de echipă

Până în 2050, populația umană de pe Pământ va număra 9,7 miliarde de oameni. O astfel de creștere demografică trebuie, potrivit Organizației Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură (FAO), să fie însoțită de o creștere semnificativă a producției agricole, în încercarea de a satisface nevoile crescute ale populației. Randamentele agricole depind în mare măsură de productivitatea fotosintetică a culturilor vegetale, care cresc numai în prezența dioxidului de carbon (CO2) pe care îl transformă în glucoză. O fotosinteză mai eficientă pentru randamente agricole mai bune, o strategie care ar putea constitui o soluție la problema unei cereri nutriționale în continuă creștere? Aceasta este întrebarea la care au răspuns oamenii de știință de la Universitatea din Sheffield într-un studiu publicat pe 13 noiembrie 2019 în revista Nature.