Fuori allo stato brado, spesso è ogni creatura per se stessa, anche le piante. Lasciate a se stesse, la maggior parte delle specie di piante selvatiche crea energia sufficiente per mettere radici e produrre foglie e semi. Ma gli umani volevano di più.
Le persone coltivano e modificano le piante da millenni, rendendole resistenti agli insetti e aiutandole a coltivare frutta e verdura più dolci e grandi. Ora, una nuova ricerca suggerisce che potremmo essere in grado di far lavorare le piante ancora più duramente, migliorando radicalmente la produzione agricola in futuro, riferisce Justin Gillis per il New York Times .
Il professore di scienze delle colture Stephen Long e il suo team dell'Università dell'Illinois, Urbana-Champaign, hanno inserito i geni di tre proteine coinvolte nella fotosintesi nelle piante di tabacco, il che le ha fatto crescere del 14-20% in più rispetto alle piante non alterate, secondo lo studio pubblicato di recente sulla rivista Science.
Come funziona?
Quando le foglie delle piante sono esposte alla luce solare, assorbono parte dell'energia luminosa per favorire la fotosintesi. Ma il sole produce più luce di quella che la foglia può gestire. In effetti, tanta energia colpisce le foglie che può decolorare o frantumare la foglia se non viene trattata. Quindi le piante hanno meccanismi che si accendono alla luce del sole per dissipare quell'energia extra come calore, un processo che si chiama tempra non fotochimica (NPQ).
Il problema è che può essere necessaria mezz'ora prima che l'NPQ si spenga se le nuvole o altre ombre fermano temporaneamente i raggi abbaglianti della luce solare. Invece di aumentare la fotosintesi e ridimensionare NPQ, l'impianto continua a sprecare molta di questa energia sotto forma di calore. Nel corso di una giornata, Long e il suo team hanno calcolato che il lento processo NPQ ha ridotto la produttività del raccolto dal 7, 5 al 30 percento.
Per consentire alle piante di spegnere NPQ più rapidamente, il team ha trasferito i geni per tre proteine da una pianta nota come Thale Cress alle piante di tabacco, scelte per la loro facilità di manipolazione. Hanno coltivato i raccolti manipolati e ottenuto risultati impressionanti. Un ceppo della resa del tabacco è aumentato del 13, 5 percento, del 19 percento in un altro e del 20 percento in una terza varietà di tabacco, riferisce Gillis.
I ricercatori ritengono che i loro metodi si tradurranno in colture alimentari con l'obiettivo finale di migliorare i raccolti. Gran parte della loro ricerca è stata finanziata dalla filantropica Gates Foundation, che finanzia molti progetti con l'obiettivo di migliorare la produzione alimentare in tutto il mondo, riferisce Gillis. Ci sono piani per testare ulteriormente il concetto in colture alimentari come i piselli, il riso e la manioca, che sono importanti nelle aree insicure degli alimenti in Africa.
"Le Nazioni Unite prevedono che entro il 2050 avremo bisogno di produrre circa il 70% in più di cibo sulla terra che stiamo attualmente utilizzando", afferma Long in un comunicato stampa. "Il mio atteggiamento è che è molto importante avere queste nuove tecnologie sugli scaffali ora perché possono volerci 20 anni prima che tali invenzioni possano raggiungere i campi degli agricoltori. Se non lo facciamo ora, non avremo questa soluzione quando ne avremo bisogno. "
Non tutti sono completamente convinti dei risultati del tabacco, soprattutto perché il tabacco è una foglia e non produce semi o cereali. "Che aspetto ha il riso, il mais, il grano o le barbabietole da zucchero?", Chiede a Gillis L. Val Giddings, un membro anziano della Information Technology and Innovation Foundation di Washington. "Devi farne una manciata delle colture importanti prima di poter dimostrare che questo è reale e avrà un impatto enorme. Non ci siamo ancora. "
Ma ci sono segnali che la tecnologia sta posizionando l'umanità ai margini di una Seconda Rivoluzione Verde, in cui nuovi tipi di colture sovralimentate - in grado di resistere a siccità, salinità e scarsa fertilità - porteranno la nutrizione e la sicurezza alimentare alle nazioni povere del mondo.
Di recente, i ricercatori hanno sequenziato i genomi di 3.000 varietà di riso, il che potrebbe aiutarli a trovare i geni che controllano la resistenza ai pesticidi e aumentare la resa. I ricercatori hanno persino sviluppato una versione sintetica della fotosintesi, che potrebbe aiutarli a capire come rendere il processo più efficiente nelle colture alimentari e potrebbe anche aiutare a rimuovere un po 'di anidride carbonica dall'atmosfera.
