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Un grupo de bioingenieros ha propuesto un nuevo método radical de producción de alimentos que llaman “agricultura eléctrica”, que permite cultivar en la oscuridad y con un 94% menos de tierra.
El método, presentado en la revista Joule, esencialmente reemplaza la fotosíntesis con una reacción química alimentada por energía solar que convierte de manera más eficiente el CO2 en una molécula orgánica que las plantas serían genéticamente modificadas para “comer”.
Los investigadores estiman que si todos los alimentos en los EE. UU. se produjeran mediante la agricultura eléctrica, se reduciría la cantidad de tierra necesaria para la agricultura en un 94%. El método también podría usarse para cultivar alimentos en el espacio.
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“Si ya no necesitamos cultivar plantas con luz solar, entonces podemos desvincular la agricultura del medio ambiente y cultivar alimentos en ambientes interiores y controlados”, dice el autor correspondiente e ingeniero biológico Robert Jinkerson de la Universidad de California en Riverside.
“Creo que necesitamos llevar la agricultura a la siguiente fase de la tecnología, y producirla de una manera controlada que esté desvinculada de la naturaleza tiene que ser el siguiente paso”.
La agricultura eléctrica significaría reemplazar los campos agrícolas con edificios de varios pisos. Los paneles solares en los edificios o cerca de ellos absorberían la radiación del sol y esta energía impulsaría una reacción química entre el CO2 y el agua para producir acetato, una molécula similar al ácido acético (acetato), el componente principal del vinagre.
El acetato se utilizaría entonces para alimentar a las plantas que se cultivan hidropónicamente. El método también podría utilizarse para cultivar otros organismos productores de alimentos, ya que el acetato es utilizado de forma natural por los hongos, las levaduras y las algas.
“El objetivo de este nuevo proceso es intentar aumentar la eficiencia de la fotosíntesis”, dice el autor principal Feng Jiao, un electroquímico de la Universidad de Washington en St. Louis. “En este momento, estamos en un 4% de eficiencia, que ya es cuatro veces mayor que la de la fotosíntesis, y como todo es más eficiente con este método, la huella de CO2 asociada con la producción de alimentos se vuelve mucho menor”.
Para diseñar genéticamente plantas que se alimentan de acetato, los investigadores están aprovechando una vía metabólica que las plantas en germinación utilizan para descomponer los alimentos almacenados en sus semillas. Esta vía se desactiva una vez que las plantas son capaces de realizar la fotosíntesis, pero volver a activarla les permitiría utilizar el acetato como fuente de energía y carbono.
“Estamos tratando de volver a activar esta vía en las plantas adultas y despertar su capacidad nativa para utilizar el acetato“, dice Jinkerson. ”Es similar a la intolerancia a la lactosa en los humanos: cuando somos bebés podemos digerir la lactosa de la leche, pero para muchas personas esa vía se desactiva cuando crecen. Es más o menos la misma idea, sólo que para las plantas".
El equipo está centrando su investigación inicial en los tomates y la lechuga, pero planean pasar a cultivos básicos con alto contenido calórico como la mandioca, las batatas y los cereales en el futuro. Actualmente, han logrado diseñar plantas que pueden utilizar acetato además de la fotosíntesis, pero en última instancia su objetivo es diseñar plantas que puedan obtener toda la energía necesaria del acetato, lo que significa que no necesitarían luz.
“En el caso de las plantas, todavía estamos en la fase de investigación y desarrollo para intentar que utilicen el acetato como fuente de carbono, porque las plantas no han evolucionado para crecer de esta manera, pero estamos haciendo progresos”, dice Jinkerson.
“Sin embargo, los hongos, la levadura y las algas, se pueden cultivar de esta manera hoy en día, por lo que creo que esas aplicaciones se podrían comercializar primero, y las plantas vendrán más adelante".