Выращивание растений в полной темноте

15.07.2022

Биологи из Калифорнийского университета выяснили, как можно полностью отказаться от солнечного света и при этом ускорить рост растений. Используя ацетат в качестве источника углерода, ученые успешно вырастили несколько культур и пищевых микробов в абсолютной темноте.

Новый подход оказался даже эффективнее естественного - например, производство дрожжей без света ускорилось в рекордные 18 раз. Перспективы у технологии огромны, утверждают авторы, - искусственный фотосинтез упростит ведение сельского хозяйства в пасмурных регионах, он же прокормит космонавтов и колонизаторов других планет.

Несмотря на то, что фотосинтез миллионы лет выступал в качестве главного процесса, стимулирующего рост растений, солнечный свет никогда не был идеальным источников энергии. В среднем сельскохозяйственные культуры поглощают лишь от 3% до 6% солнечного света. Изучая различные соли и эфиры, ученые пришли к выводу, что ацетат - основной компонент обычного уксуса - может работать в качестве более эффективной системы замены фотосинтеза.

В ходе исследования ученые подавали ацетат растениям, минуя естественный фотосинтез - все изучаемые объекты находились в темных камерах без доступа к искусственным и естественным источникам света. Команда проверила свою методику на множестве организмов, включая дрожжи, зеленые водоросли, грибковый мицелий, вигну, помидоры, табак, рис, рапс и зеленый горошек. Результат показал, что все эти организмы можно выращивать в ацетатной среде в полной темноте и, в некоторых случаях, даже более эффективно, чем при солнечном свете.

Согласно опубликованным данным, обычные водоросли при поддержке ацетата выращивались в четыре раза эффективнее, а производство дрожжей ускорилось в 18 раз. Секрет успеха новой методики заключается в том, что ацетат встраивает свои молекулярные строительные блоки в работу клеток растений - с ним культуры быстрее перерабатывают углекислый газ и воду в полезные вещества для стимуляции собственного роста. Этот искусственный фотосинтез способен изменить парадигму того, как растения кормят людей.

Обнаружено, что широкий спектр сельскохозяйственных культур может использовать ацетат для встраивания его в основные молекулярные строительные блоки, необходимые организму для роста и процветания. С некоторыми методами селекции и инженерии, над которыми мы сейчас работаем, мы могли бы выращивать культуры с ацетатом в качестве дополнительного источника энергии для повышения урожайности.

Помимо отказа от солнечного света, искусственный фотосинтез снижает требования к земельным ресурсам и воздействие сельского хозяйства на окружающую среду. В долгосрочной перспективе этот подход пригодится как на Земле, так и в космосе. Повышенная энергоэффективность растений, например, позволит накормить больше членов экипажа с меньшими затратами.

<< Назад: Влияние света на расстройства настроения 15.07.2022

>> Вперед: ИИ для быстрого поиска лекарств 14.07.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Новый химический элемент 11.05.2014 Центр по изучению тяжёлых ионов имени Гельмгольца (Дармштадт, Германия) синтезировал четыре атома унунсептия, подтвердив тем самым существование 117-го элемента таблицы Менделеева. Унунсептий впервые был получен в российском Объединённом институте ядерных исследований (ОИЯИ) в 2009 году. Для синтеза 117-го элемента мишень из 97-го элемента, берклия-249, полученного в Оукриджской национальной лаборатории (США), обстреливали ионами кальция-48 на ускорителе. Унунсептий формально относится к галогенам, однако его химические свойства ещё не изучены и могут отличаться от характерных для этой группы элементов. В ходе длительного (более полугода) эксперимента было зарегистрировано 6 событий "рождения" 117-го элемента. Свойства распада изотопов унунсептия и его дочерних продуктов - изотопов элементов 115, 113, 111, 109, 107 и 105, являются прямым экспериментальным доказательством существования "островов стабильности" сверхтяжёлых ядер. Несмотря на достижение российских учёных, существование 117-го элемента не было признано Международным союзом теоретической и прикладной химии, поскольку требовало независимого подтверждения. Теперь этот элемент удалось синтезировать немецким исследователям. Самый тяжёлый природный элемент - уран - имеет атомный номер (число протонов в ядре) 92. Элементы тяжелее урана получают в ядерных реакторах, самый тяжёлый из них - фермий с номером 100. Все более тяжёлые элементы были получены на ускорителях в реакциях ускоренных до больших энергий ионов с ядрами мишени. В результате образуются ядра сверхтяжёлых элементов, которые существуют очень короткое время, а затем распадаются. Так, период полураспада унунсептия составляет 78 миллисекунд. Отметим, что с 2000 по 2010 гг. физики из лаборатории имени Флерова в Объединённом институте ядерных исследований в подмосковной Дубне впервые синтезировали шесть самых тяжёлых элементов с атомными номерами со 113 по 118. Два из них уже официально признаны Международным союзом теоретической и прикладной химии и получили имена флеровий (114) и ливерморий (116). Заявка на открытие элементов 113, 115, 117 и 118 сейчас находится на рассмотрении.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026