طور العلماء طريقة جديدة لزراعة المحاصيل في الظلام الدامس باستخدام التمثيل الضوئي الاصطناعي والذى يمكن أن يساعد في الوصول إلى طرق جديدة لزراعة الغذاء على الأرض وكذلك ربما على المريخ.
وقال العالم والباحث فينج جياو ، من جامعة ديلاوير:"إذا تخلصنا من الحاجة إلى ضوء الشمس، فيمكننا زراعة طبقات متعددة من المحاصيل في وقت واحد، على غرار طريقة زراعة الفطر، وإنشاء نوع من مصنع طعام".
وأضاف جياو:"على عكس التربة على الأرض، فإن الثرى المريخي، كما هو معروف يكون أكثر قسوة على المحاصيل، لأنه يخلو من أي كمية كبيرة من المواد العضوية".
وبحسب البحث يحصل المريخ أيضا على كمية أقل بكثير من ضوء الشمس مقارنة بالأرض، لذلك يتعين على العلماء إيجاد تقنيات جديدة لتحسين معدلات النمو إذا كان إنتاج الغذاء على الكوكب الأحمر يؤتي ثماره.
واستغرق تطوير عملية التمثيل الضوئي في النباتات ملايين السنين كطريقة لتحويل الماء وثاني أكسيد الكربون والطاقة من ضوء الشمس إلى كتلة حيوية نباتية وطعام يأكله البشر، لكن الخبراء قالوا إن هذه العملية الطبيعية ليست فعالة بشكل خاص لأن حوالي 1 في المائة فقط من الطاقة الموجودة في ضوء الشمس ينتهي بها المطاف في النبات.
ودرس الباحثون تسعة نباتات من المحاصيل (الخس والأرز واللوبيا والبازلاء الخضراء والكانولا والطماطم والفلفل والتبغ والأرابيدوبسيس، وهو أحد أفراد عائلة الخردل التي تضم الملفوف والفجل) ووجدوا أن النباتات قادرة على امتصاص الكربون من الخارج، وتوفير الأسيتات من خلال مسارات التمثيل الغذائي الرئيسية.
ووجدوا أيضا أن استخدام الألواح الشمسية لتوليد الكهرباء لتشغيل التفاعل الكيميائي يمكن أن يزيد من كفاءة تحويل ضوء الشمس إلى طعام ويجعله أكثر كفاءة بنسبة 18 مرة لبعض المواد الغذائية.
وقال احد المشاركين فى الدراسة "لقد تمكنا من زراعة الطحالب تماما في الظلام، وفيي الوقت نفسه، أظهر الخس أفضل دمج للأسيتات من بين جميع المحاصيل الغذائية".
