La storia dell’agricoltura è una storia di continua evoluzione, dall’aratro di legno ai droni agricoli. Ma ora siamo di fronte a qualcosa di completamente diverso. Un team di bioingegneri ha sviluppato un sistema che potrebbe rendere obsoleta la fotosintesi stessa. È una tecnologia agricola che sfida tutto ciò che sappiamo sulla coltivazione delle piante, promettendo di produrre cibo con il 94% di terra in meno e completamente al buio.
Una questione di efficienza agricola
La fotosintesi, il processo fondamentale che sostiene la vita sulla Terra da miliardi di anni, nasconde un sorprendente segreto di Pulcinella: è notevolmente inefficiente. Solo l’1% dell’energia luminosa che una pianta assorbe viene effettivamente convertita in energia chimica. Questo dato ha spinto i ricercatori a cercare alternative più efficienti. I bioingegneri della University of California, Riverside e della Washington University in St. Louis hanno proposto un approccio innovativo: l’elettro-agricoltura. Il loro lavoro, pubblicato sulla rivista Joule (ve lo linko qui), presenta un sistema che raggiunge un’efficienza del 4%, quattro volte superiore alla fotosintesi naturale.
“Se non abbiamo più bisogno di far crescere le piante con la luce solare, possiamo separare l’agricoltura dall’ambiente e coltivare il cibo in ambienti controllati al chiuso”, spiega Robert Jinkerson, ingegnere biologico dell’Università della California.
L’acetato come nuovo nutrimento
Il cuore di questa tecnologia agricola è l’acetato, una molecola simile all’acido acetico che troviamo nell’aceto. I pannelli solari alimentano una reazione chimica tra CO2 e acqua per produrre questo composto, che diventa il nutrimento principale delle piante. Le piante vengono geneticamente modificate per “risvegliare” una via metabolica che normalmente usano solo durante la germinazione, quando si nutrono delle riserve contenute nei semi. Feng Jiao, elettrochimico della Washington University, sta lavorando per ottimizzare questo processo.
Questo approccio non funziona solo per le piante: funghi, lieviti e alghe usano già l’acetato come fonte di energia.
I potenziali rischi dell’elettro-agricoltura
Ogni innovazione porta con sé delle sfide da considerare attentamente. Nel caso dell’elettro-agricoltura, dobbiamo valutare gli effetti a lungo termine della modifica genetica sulle piante e l’impatto sulla biodiversità agricola. C’è anche una questione di resilienza: concentrare la produzione alimentare in strutture verticali centralizzate potrebbe renderci più vulnerabili a interruzioni tecnologiche o energetiche.
Un altro aspetto da non sottovalutare è l’accesso a questa tecnologia: potrebbe creare un divario ancora più marcato tra agricoltura avanzata e tradizionale, influenzando l’economia delle comunità rurali che dipendono dall’agricoltura convenzionale. La sfida sarà trovare un equilibrio tra innovazione e preservazione delle pratiche agricole tradizionali. Mi sembra importante sottolineare che, nonostante i notevoli vantaggi promessi, dovremo procedere con cautela e valutare attentamente gli effetti di questa trasformazione sul nostro sistema alimentare.
Le prospettive future dell’agricoltura
I ricercatori stanno concentrando i loro sforzi iniziali su pomodori e lattuga, ma l’obiettivo è estendere questa tecnica agricola a colture ad alto contenuto calorico come manioca, patate dolci e cereali. Attualmente, le piante modificate possono utilizzare l’acetato insieme alla fotosintesi tradizionale. L’obiettivo finale, come detto, è ancora più ambizioso: creare piante che possano crescere completamente al buio, utilizzando solo l’acetato come fonte di energia.
“Per le piante siamo ancora nella fase di ricerca e sviluppo”, ammette Jinkerson. “Ma funghi, lieviti e alghe possono già essere coltivati in questo modo oggi, quindi penso che queste applicazioni potrebbero essere commercializzate per prime.”
Svolta agricola 2.0, dalla terra allo spazio
Uno degli aspetti più interessanti di questa innovazione agricola è la sua potenziale applicazione nello spazio. La possibilità di coltivare cibo in ambienti controllati, indipendentemente dalla luce solare, apre nuove prospettive per le future missioni spaziali. L’elettro-agricoltura potrebbe trasformare i campi agricoli in edifici multipiano, dove il cibo viene prodotto in modo controllato e efficiente. È un cambiamento significativo nella nostra relazione con la produzione alimentare.
Il team continua a perfezionare il sistema di produzione dell’acetato, cercando di aumentarne ulteriormente l’efficienza. Come osserva Jiao: “È solo il primo passo per questa ricerca: la sua efficienza e i suoi costi potranno migliorare significativamente nel prossimo futuro.”
