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En el mundo de la botánica, la idea de cultivar plantas en la oscuridad suena a ciencia ficción. Desde ciudades subterráneas en Marte hasta estaciones espaciales flotantes, el sueño de la humanidad de conquistar entornos hostiles está cada vez más cerca. Pero, ¿qué significa esto para la agricultura? El cultivo tradicional basado en la fotosíntesis podría no ser suficiente. Afortunadamente, los avances en tecnología y ciencia están abriendo nuevas posibilidades.
“Desde un punto de vista biológico, la fotosíntesis es un proceso impresionante”, comenta el profesor de biología de la Universidad del Bosque, Eduardo Vargas, en entrevista con El Espectador. “Sin embargo, también es sorprendentemente ineficiente”. Solo el 1% de la luz solar captada por las plantas se convierte en carbono orgánico utilizable. Este hecho, aunque suficiente para la vida terrestre, representa un reto para la agricultura en entornos extremos como el espacio.
Con una población en constante crecimiento y una presión cada vez mayor sobre los sistemas agrícolas, los científicos están buscando formas de mejorar la eficiencia del cultivo de alimentos. “La idea de ciudades subterráneas en Marte puede parecer lejana, pero las mismas limitaciones de luz solar también aplican aquí en la Tierra”, explica Vargas. “Por eso, debemos explorar nuevas formas de cultivar alimento”.
Fotosíntesis artificial: cultivando alimentos en la oscuridad
Un equipo de investigadores de la Universidad de California en Riverside (UCR) y el Instituto de Tecnología de Delaware (DTI) realizó un avance significativo al cultivar algas, levaduras y hongos en la oscuridad utilizando acetato como fuente de carbono. La investigación, titulada ‘Optimización de la fotosíntesis artificial para cultivos oscuros sostenibles’, empleó un enfoque interdisciplinario que combinó biotecnología, química y física. Los resultados revelaron que el crecimiento de estas especies en condiciones controladas mostró una eficiencia cuatro veces mayor en comparación con métodos tradicionales basados en fotosíntesis natural. Además, los investigadores destacaron que el sistema puede ser mejorado a través de ajustes en la concentración de acetato y la manipulación genética de los organismos involucrados, lo que refuerza su potencial como alternativa sostenible.
“Este sistema de ‘fotosíntesis artificial’ es más eficiente energéticamente”, explica Vargas. “Por ejemplo, las algas cultivadas de esta manera lograron una eficiencia cuatro veces mayor que con la fotosíntesis natural” agrega.
El proceso también incluye la posibilidad de cultivar tejidos vegetales como los de la lechuga, aunque todavía enfrenta retos. “El exceso de acetato puede inhibir el crecimiento, pero estamos trabajando en la ingeniería genética para hacer a las plantas más tolerantes”, añade el experto. La posibilidad de cultivar alimentos sin luz solar no solo es relevante para la exploración espacial. También podría transformar la agricultura en la Tierra. “Imaginemos granjas urbanas en sótanos de edificios o refugios en zonas con climas extremos”, dice Vargas.
Además, este enfoque podría reducir la energía necesaria en las granjas de interior, disminuyendo los niveles de luz necesarios para el crecimiento. Sin embargo, como señala Emma Kovak, analista del Breakthrough Institute en el medio National Geographic “necesitamos un progreso masivo para que las plantas puedan prosperar utilizando acetato como única fuente de energía”.
El enigma de las plantas en las cuevas: adaptaciones extremas
Si bien la tecnología avanza, la naturaleza ya ha desarrollado formas de adaptarse a la oscuridad. En las profundidades de la cueva Actun Tunichil Muknal (ATM) en Belice, un fenómeno inusual ha desconcertado a los científicos: plantas que prosperan en total oscuridad. “Estas plantas son un testimonio de la resiliencia de la vida,” explica Vargas. A diferencia de las plantas que crecen cerca de las entradas de las cuevas, estas sobreviven sin luz solar directa.
Según los investigadores de ‘Optimización de la fotosíntesis artificial para cultivos oscuros sostenibles’, las semillas pueden llegar a las cuevas a través del agua o transportadas por animales. “El guano de murciélago actúa como un fertilizante natural, proporcionando los nutrientes necesarios”, dice Vargas. Además, algunas semillas requieren pasar por el sistema digestivo de animales para germinar.
Otra teoría sugiere que la luz artificial de los faros de los turistas podría desempeñar un papel en el crecimiento de estas plantas. “Aunque no es fotosíntesis en el sentido tradicional, la luz artificial podría estar estimulando una forma limitada de actividad fotosintética”, dice Vargas. Sin embargo, estas plantas no pueden sostener un crecimiento indefinido. “La energía almacenada en las semillas es suficiente para un desarrollo inicial, pero sin una fuente continua de energía, el crecimiento no es sostenible”, concluye.
La exploración de cultivos en la oscuridad representa un paso emocionante hacia el futuro de la agricultura. Aunque todavía lejos de ver campos enteros de maíz o trigo cultivados sin luz solar, los avances recientes en fotosíntesis artificial y adaptaciones naturales muestran un camino prometedor. “La agricultura del futuro será una mezcla de tecnología y adaptación biológica”, predice Vargas. “Ya sea en Marte, en una cueva o en un edificio en Nueva York, las plantas continuarán sorprendiendo con su capacidad de adaptarse y prosperar” agrega.
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