Στο μέλλον, τα φυτά θα είναι σε θέση να δημιουργήσουν το δικό τους λίπασμα. Οι αγρότες δεν θα χρειάζεται πλέον να αγοράζουν και να απλώνουν λιπάσματα για τις καλλιέργειές τους, ενώ η αύξηση της παραγωγής τροφίμων θα ωφελήσει δισεκατομμύρια ανθρώπους σε όλο τον κόσμο.
Μια νέα έρευνα από το πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον στους επιστήμονες του Άγιου λούης Σαιντ Λούις δείχνει ότι σύντομα θα είναι δυνατή η μηχανική των φυτών για να αναπτύξουν το δικό τους λίπασμα. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να έχει επαναστατική επίδραση στη γεωργία και στην περιβαλλοντική «υγεία» του πλανήτη.
Η έρευνα, με επικεφαλής τον Χιάντρι Πακράσι, τον διακεκριμένο καθηγητή πανεπιστημίου Glassberg-Greensfelder στο Τμήμα Βιολογίας των Τεχνών και Επιστημών και διευθυντής του Διεθνούς Κέντρου Ενέργειας, Περιβάλλοντος και Βιώσιμης Ανάπτυξης (INCEES) και ο Maitrayee Bhattacharyya-Pakrasi, ανώτερος ερευνητικός συνεργάτης στη βιολογία, δημοσιεύθηκε στο τεύχος Μαΐου- Ιουνίου του mBio .
Η δημιουργία λιπάσματος είναι μια διαδικασία που παράγει αέρια του θερμοκηπίου που αποτελούν σημαντική αιτία της αλλαγής του κλίματος. Και είναι αναποτελεσματική. Η λίπανση είναι ένα σύστημα χορήγησης αζώτου, το οποίο τα φυτά χρησιμοποιούν για τη δημιουργία χλωροφύλλης για φωτοσύνθεση, αλλά λιγότερο από το 40% του αζώτου που υπάρχει στο εμπορικό λίπασμα.
Μετά την γονιμοποίηση ενός φυτού, υπάρχει ένα άλλο πρόβλημα: η απορροή. Λίπασμα που απομακρύνεται από τους ανέμους και τις βροχές σε ρέματα, ποτάμια, όρμους και λίμνες, τροφοδοτεί φύκια που μπορεί να ξεφύγουν από τον έλεγχο, εμποδίζοντας το φως του ήλιου και σκοτώνοντας τη φυτική και ζωική ζωή.
Ωστόσο, υπάρχει μια άλλη πλούσια πηγή αζώτου γύρω μας. Η ατμόσφαιρα της Γης είναι περίπου 78% άζωτο και το εργαστήριο Pakrasi στο Τμήμα Βιολογίας απλώς δημιούργησε ένα βακτήριο που μπορεί να χρησιμοποιήσει αυτό το ατμοσφαιρικό αέριο – μια διαδικασία γνωστή ως «στερέωση» του αζώτου – σε ένα σημαντικό βήμα προς τα εργοστάσια μηχανικής που μπορούν να κάνουν το ίδιο.
Η έρευνα βασίστηκε στο γεγονός ότι, αν και δεν υπάρχουν φυτά που να μπορούν να καθορίσουν το άζωτο από τον αέρα, υπάρχει ένα υποσύνολο κυανοβακτηρίων (βακτήρια που φωτοσυνθέτουν όπως τα φυτά) που είναι σε θέση να το πράξουν. Τα κυανοβακτήρια μπορούν να το κάνουν αυτό ακόμα και αν το οξυγόνο, ένα υποπροϊόν της φωτοσύνθεσης, παρεμβαίνει στη διαδικασία σταθεροποίησης του αζώτου.
Η ερευνητική ομάδα ήθελε να πάρει τα γονίδια κυανοβακτήρια, υπεύθυνες για αυτόν τον μηχανισμό, και να τα βάλει σε ένα άλλο είδος κυανοβακτηρίων, τον Synechocystis, (ενός είδος κυανοβακτηρίου του γλυκού νερού, το οποίο έχει τους ίδιους φωτοσυνθετικούς μηχανισμούς με τα φυτά) για να πετύχει το ίδιο με το άζωτο από τον αέρα.
Η ομάδα, στην οποία συγκαταλέγεται και ο ερευνητής Michelle Liberton, πρώην συνεργάτης της έρευνας Jingjie Yu, και ο Deng Liu, αφαιρούν χειροκίνητα το οξυγόνο από τον Synechocystis και προσθέτουν τα γονίδια της Cyanothece.
Οι ερευνητές βρήκαν ότι ο Synechocystis ήταν σε θέση να καθορίσει το άζωτο στο 2% τα κυανοβακτήρια . Τα πράγματα έγιναν πραγματικά ενδιαφέροντα, όμως, όταν ο Liu, ένας μεταδιδακτορικός ερευνητής που ήταν και ο στυλοβάτης του έργου, άρχισε να αφαιρεί μερικά από αυτά τα γονίδια. Με μόλις 24 από τα γονίδια κυανοβακτήρια, ο Synechocystis ήταν σε θέση να ρυθμίσει το άζωτο σε ποσοστό μεγαλύτερο από το 30% των κυανοβακτηρίων.
με Αριθμό Μητρώου 12691
