Los cultivos como el trigo podrían ser hasta un 21% más eficientes para convertir la energía del sol en alimento, según una nueva investigación de la Universidad de Lancaster.
La cadena alimentaria depende de las plantas que utilizan la luz solar para convertir el dióxido de carbono del aire en alimento. Este proceso, conocido como fotosíntesis, es esencial para que las plantas crezcan, incluidos los cultivos como el trigo.
Sin embargo, cuando una hoja vuelve a la luz solar completa después de un período a la sombra, la fotosíntesis tarda un tiempo en recuperar la eficiencia máxima, lo que significa que se desperdicia energía valiosa del sol.
Esto claramente reduce la productividad de los cultivos, pero hasta ahora, la escala del problema no se había cuantificado experimentalmente.
Utilizando analizadores de gases infrarrojos conectados a una cámara de ambiente controlado en miniatura, el Dr. Samuel Taylor y el Profesor Steve Long, en el Centro de Medio Ambiente de Lancaster LEC simularon un aumento repentino de la luz solar después de la sombra, y midieron el tiempo que le tomó a la plantapara recuperar su máxima eficiencia de fotosíntesis y aprovechar al máximo la energía extra de la luz.
Descubrieron que la fotosíntesis tardó aproximadamente 15 minutos en alcanzar la máxima eficiencia. Basado en las fluctuaciones de luz que ocurrirían en un cultivo de trigo, calcularon cuánto menos dióxido de carbono absorbía el cultivo en el transcurso de un día debido a estoajuste lento. El sorprendente resultado fue del 21%.
El científico de planta Profesor Long de la Universidad de Lancaster y la Universidad de Illinois dijo: "Esta es una pérdida muy significativa. El siguiente paso es buscar variedades de trigo que respondan rápidamente a este aumento en la disponibilidad de luz solar. Podríamos aprovechar este rasgoy criarlo en nuestras variedades modernas de trigo para aumentar nuestras cosechas "
"Aunque los rendimientos de trigo en el Reino Unido y el mundo aumentaron drásticamente en la segunda mitad del siglo XX, los aumentos de este siglo han resultado esquivos. Este trabajo puede abrir una forma de avanzar nuevamente en la mejora del rendimiento. La investigación también sugiere que el aumento del rendimiento enacelerar el ajuste a tales fluctuaciones de luz natural no requeriría más agua o más nutrientes, lo que aumentaría la sostenibilidad ".
El Dr. Taylor y el Profesor Long pasaron a analizar los mecanismos responsables de la respuesta de fotosíntesis retrasada. Descubrieron que el factor más importante era la velocidad a la que la activación de Rubisco la enzima utilizada por todas las plantas para catalizar la absorción de dióxido de carbono se recuperaba por completoluz del sol. Rubisco es la proteína más abundante en el mundo presente en todas las hojas de las plantas y en todas las algas.
La Dra. Elizabete Carmo-Silva de la Universidad de Lancaster es una experta mundial en la activación de Rubisco, un proceso complejo que podría ser la clave para una fotosíntesis más eficiente en todos los cultivos, no solo en el trigo.
Ella dijo: "Hasta ahora, sabíamos que la activación de Rubisco en respuesta a la luz fluctuante limitaba el potencial fotosintético del trigo, pero tenía poca idea de que podría ser tan importante para la productividad de los cultivos".
"La investigación continua en LEC está investigando la variabilidad natural en la eficiencia de Rubisco en diferentes tipos de parientes de trigo y trigo silvestre. Es probable que esta variación sea explotable para desarrollar nuevas variedades de trigo que ayuden a abordar la necesidad de aumentar el rendimiento y la sostenibilidaden la tierra que ya estamos usando "
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Materiales proporcionados por Universidad de Lancaster . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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