Um “mordomo” espacial cultivando plantas com dióxido de carbono em vez de luz? – Ciências

O dia em que poderemos cultivar plantas no espaço e nos tornarmos autossuficientes parece estar se aproximando.

O professor Robert Jenkerson, da Universidade da Califórnia, e sua equipe de pesquisa estudaram um novo mecanismo para cultivar alimentos no escuro sem luz e o publicaram na revista Nature Food. A equipe de pesquisa estudou a conversão de fontes de energia para substituir os recursos necessários para a fotossíntese em geral e, principalmente, a disponibilidade de luz solar. Com esta investigação da equipa de investigação, espera-se que seja possível fornecer alimentos e cultivar hortas mesmo nos ambientes inóspitos do espaço, o que gera expectativas.

Um ambiente espacial que não tolera a vida

Luz, água, ar e solo são essenciais para o crescimento das plantas. Como as plantas processam a germinação, o crescimento, a floração e o amadurecimento dos frutos por meio da fotossíntese, a “luz” é essencial. É por isso que muitos pesquisadores tentaram remover a luz das plantas por décadas, mas não foram eficazes. “As plantas precisam de luz para sobreviver, crescer e fazer tudo”, disse o Dr. Su Ri, membro da equipe de pesquisa. No entanto, como se sabe, o ambiente espacial não perdoa os seres vivos.

O professor Robert Zinkerson e sua equipe de pesquisa descartaram a “luz”, em oposição ao “mecanismo padrão de crescimento das plantas”. E o dióxido de carbono foi substituído aqui. Também foi feito em nove tipos de vegetais folhosos, incluindo alface, tomate, pimentão e couve, que não são organismos vivos, mesmo que não atinjam a quantidade absoluta de luz exigida pelas plantas universais, como cogumelos, fermento e repolho. algas.

Condições para o cultivo de plantas? dependendo do ambiente “pode fazer“

Antes da pesquisa, a equipe de pesquisa citou o dióxido de carbono (CO₂) como a razão pela qual é tão difícil cultivar plantas em um ambiente espacial. Claro, esta também é a razão pela qual a vida não pode viver no espaço. Portanto, o sistema de suporte de vida da Estação Espacial Internacional é projetado para manter um ambiente atmosférico de 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e 1% de dióxido de carbono. É um ambiente habitável para os astronautas, mas a quantidade de dióxido de carbono que eles exalam a cada respiração pode atingir níveis insalubres, e é notoriamente caro manter o sistema continuamente.

Esta pesquisa se concentrou em criar condições nas quais as plantas não podem viver em ambientes nos quais podem. É uma tecnologia de reciclagem de dióxido de carbono, convertendo dióxido de carbono em acetato para criar um sistema de cultivo de plantas. A tecnologia de conversão de CO2 em acetato é um exemplo de tecnologia ambientalmente correta que obteve sucesso na Coréia.

A modificação dos genes das enzimas-chave (azul e verde) reinicia o ciclo do glioxilato da planta, permitindo que ela cresça em acetatos sem luz. As ciências

Primeiro, a equipe de pesquisa extraiu monóxido de carbono (CO) removendo átomos de oxigênio do dióxido de carbono. Em seguida, o acetato (C₂H₃O₂-) foi produzido e testado com algas para ver se o acetato pode substituir a fotossíntese em um ambiente sem luz.

Feng Jiao, professor da Universidade de Delaware, observou mudanças em algas que receberam apenas acetato em um laboratório bloqueador de luz. Como resultado, verificou-se que ele cresceu quatro vezes mais eficientemente do que a fotossíntese através da luz. O professor Jiao desenvolveu a partir desse experimento, colocou alface no mesmo ambiente e forneceu açúcar para fornecer aminoácidos, e descobriu que ela sobreviveu, mas não cresceu. Por causa disso, dizem os pesquisadores, alguns “ajustes” são necessários para realmente cultivar plantas dessa maneira.

Enquanto isso, o professor Zinkerson acrescentou que espera que esta pesquisa não apenas ajude a resolver o problema alimentar na era espacial, mas também as restrições alimentares e ambientais enfrentadas pelos 10 bilhões de habitantes do país.

Mudas de alface foram alimentadas com acetato e açúcar em ambiente protegido da luz. A análise mostrou que a alface sobreviveu fazendo células por meio do carbono, mas não cresceu. ⓒ Ciência

Primeiros passos para a exploração de MarteE Pesquisa do ambiente espacial

O ambiente do espaço carece ou está desequilibrado com luz, água quente e umidade necessárias para a sobrevivência das plantas. É por isso que cultivar plantas tem sido quase uma ‘tarefa impossível’ até agora. Mesmo em Marte, onde as operações de exploração e pesquisa são ativas em condições semelhantes às da Terra, existem apenas vestígios de vida supostamente existente, mas nenhum organismo vivo existente foi encontrado.

Então, depois do lançamento do filme de Ridley Scott, “O Marciano”, as pessoas frequentemente perguntavam: “É possível cultivar batatas em Marte?” Como se sabe, a atmosfera marciana consiste em 95% de dióxido de carbono, 3% de nitrogênio, 1,6% de argônio e vestígios de oxigênio e vapor d’água. Além disso, não há água líquida e a temperatura média da superfície é de cerca de -80°C. Em suma, é um ambiente no qual é muito difícil sobreviver. No entanto, para transformar essa fantasia cinematográfica em realidade, o ambiente espacial está sendo ativamente pesquisado.

A Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) e o Centro Internacional de Batata (IPC) testaram uma candidata a ‘batata de Marte’ antes da exploração tripulada de Marte na década de 2030. Literalmente como o filme O marciano, é um estudo para testar se o cultivo de batatas é possível em Marte e desenvolver variedades de batata que possam crescer no ambiente marciano. Em 2016, os pesquisadores testaram o crescimento de batatas no deserto de Pampas de Raiwa, no Peru, coletando amostras de solo que se assemelham muito ao solo marciano e usando a luz solar marciana e as condições atmosféricas. Os resultados foram um sucesso, deixando-nos um passo mais perto da possibilidade de cultivar batatas em uma base de Marte.

Há também outros estudos. De acordo com o relatório sobre o andamento do projeto ESA Discovery da Agência Espacial Europeia (ESA), verificou-se que a poeira “Regolith” na superfície da lua é rica em minerais necessários para o crescimento das plantas. Embora não seja possível cultivar plantas diretamente na Lua devido a outras condições, o caminho foi aberto para receber nutrientes para o crescimento das plantas na Lua. A Agência Espacial Européia (ESA) sugeriu o método hidropônico, acrescentando que é possível coletar nutrientes minerais do regolito.

As expectativas também são altas para uma análise das safras trazidas pela espaçonave não tripulada X-37B da NASA, que voltou à Terra após realizar missões espaciais de 2020 a dezembro de 2022. A X-37B carregava sementes de 11 safras, entre elas alface, tomate, rabanete, cebola , e pepinos para o espaço, conseguiu germinar e colhê-los depois de serem cultivados em instalações dentro da espaçonave. A NASA planeja analisar os efeitos do ambiente de radiação espacial nas plantações e usá-los em pesquisas sobre como cultivar alimentos em futuras explorações espaciais.

O universo ainda é um mundo desconhecido. No entanto, se a pesquisa for realizada em condições imperfeitas diferentes do ambiente da Terra, especialmente pesquisas sobre o ambiente em que as plantas podem crescer, espera-se que tenha um grande impacto na exploração de Marte e na exploração espacial no ano de 2030.

(288)