Cientistas corrigem falha natural da fotossíntese, impulsionando o crescimento de plantações em 40%.
Por Natasha Romanzoti
Pesquisadores da Universidade de Illinois e do Serviço de Pesquisa Agrícola do Departamento de Agricultura dos EUA corrigiram uma falha natural da fotossíntese e, como resultado, aumentaram a produtividade de plantações em até 40%. Em condições do mundo real, isso pode resultar em calorias suficientes para ajudar a alimentar mais 200 milhões de pessoas com o mesmo volume de culturas.
“Recuperar até mesmo uma porção dessas calorias em todo o mundo seria um avanço para atender às crescentes demandas alimentares do século 21 – impulsionadas pelo crescimento populacional e por dietas mais ricas em calorias”, disse um dos pesquisadores do novo estudo, Donald Ort, professor do Instituto de Biologia Genômica na Universidade de Illinois.
Qual o problema da fotossíntese?
A fotossíntese é a reação química que permite que as plantas transformem luz solar e dióxido de carbono em alimento. Esse processo é incrível, mas não 100% eficiente. Uma das partes mais difíceis é um passo fundamental envolvendo a enzima ribulose-1,5-bisfosfato carboxilase-oxigenase (RuBisCO), a proteína mais abundante do planeta.
Cerca de 20% do tempo, a RuBisCO confunde oxigênio com dióxido de carbono. Não só isto é uma oportunidade desperdiçada, como o resultado desta falha é glicolato e amônia – dois compostos tóxicos que precisam ser eliminados rapidamente antes de causarem danos.
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Felizmente, as plantas desenvolveram uma maneira de se livrar desse veneno, chamada de fotorrespiração. Elas gastam parte de sua energia nesse processo vital de reciclagem.
“Custa à planta a preciosa energia e os recursos que ela poderia ter investido na fotossíntese para produzir mais crescimento e produção”, explica outro membro do estudo, o biólogo molecular Paul South, do Departamento de Agricultura dos EUA.
Por que corrigir a falha é importante?
Arroz, trigo e soja são algumas das plantas que sofrem desta necessidade de eliminar o acúmulo de toxinas. Além de ser três das quatro culturas das quais a população mundial depende para a maior parte de nossas calorias, podemos esperar que seu rendimento caia no futuro devido ao aquecimento global.
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“A RuBisCO tem ainda mais problemas em extrair dióxido de carbono do oxigênio à medida que aquece, causando mais fotorrespiração”, esclarece outra autora do estudo, Amanda Cavanagh, da Universidade de Illinois.
Por enquanto, os pesquisadores só aplicaram a correção a plantações de tabaco, por isso estamos muito longe de usar os resultados para aumentar nosso suprimento de alimentos. Mas a pesquisa é sem dúvida um primeiro passo incrivelmente promissor.
O estudo
A abordagem da equipe foi projetar três rotas alternativas para substituir o caminho original da fotossíntese. Para otimizar as novas rotas, os cientistas projetaram 17 conjuntos genéticos diferentes, e os testaram em 1.700 plantas para determinar o mais eficiente.
Resultados
A equipe testou suas hipóteses no tabaco, um modelo ideal para a pesquisa de safras porque é mais fácil de modificar e testar do que culturas alimentares. Em dois anos de estudos de campo, os pesquisadores determinaram que as plantas modificadas se desenvolveram mais rapidamente, ficaram mais altas e produziram cerca de 40% mais biomassa.
A terceira via de fotorrespiração foi a que se destacou nos resultados finais, com a atividade metabólica subindo mais de 40% em comparação com as plantações do grupo de controle.
Agora, a equipe planeja traduzir essas descobertas para aumentar o rendimento de plantações de soja, feijão, arroz, batata, tomate e berinjela.
Um artigo detalhando as descobertas da pesquisa foi publicado na revista científica Science.
Via Hypescience
