16:20 2023-01-26
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ De ce această recoltă promițătoare de biocombustibili ia o pauză de vară
_ De ce acest biocombustibil promițător cultura își face o pauză de vară
Cercetătorii de la Universitatea de Stat din Michigan au rezolvat un puzzle care ar putea ajuta ierbii să-și realizeze întregul potențial ca cultură de biocombustibil durabilă și cu costuri reduse și să reducă dependența noastră de combustibilii fosili.
Printre caracteristicile atractive ale switchgrass se numără faptul că este perenă, cu întreținere redusă și originară din multe state din estul SUA, inclusiv din Michigan. Dar are, de asemenea, un comportament ciudat care ia împiedicat pe cercetători – cel puțin până acum.
Echipa lui Berkley Walker din Departamentul de Biologie a Plantelor al MSU a dezvăluit de ce ierbii nu mai efectuează fotosinteza la mijlocul verii – sezonul său de creștere – limitând cantitatea de biocombustibil pe care o produce.
Această cunoaștere, publicată în jurnalul Frontiers in Plant Science, este o piesă cheie pentru a depăși această ciudație și a obține la maximum profitul de iarbă de sticlă.
„Vrem plante mai mari, punct, așa că a putea să depășim acest lucru și să ridicăm această limitare, acesta este scopul”, a spus Mauricio Tejera-Nieves, cercetător postdoctoral și autorul principal al studiului echipei.
Tejera-Nieves, Walker și colegii lor au descoperit explicația pentru această limitare în rizomii ierbii. Acestea sunt mici structuri nooase care trăiesc sub pământ printre rădăcinile plantei. Dacă ați tăiat sau mărunțit vreodată ghimbir, ați ținut un rizom.
Rizomii stochează alimente sub formă de amidon pentru a ajuta plantele să supraviețuiască iarnă, iar acel amidon este obținut din zaharurile produse prin fotosinteză. Odată ce rizomii de ierburi sunt plini de amidon, ei semnalează plantei să nu mai producă zaharuri și să mai adauge biomasă prin fotosinteză.
Tejera-Nieves a comparat rizomii cu un banc, deși unul ușor neobișnuit.
p>"Imaginați-vă că primiți un telefon de la banca dvs. și vă spun: „Hei, contul tău este plin. Puteți să vă luați o vacanță, să intrați în vacanță, să faceți ce doriți. Nu mai lucrați pentru că nu mai stocăm bani. ”, a spus Tejera-Nieves. „Este o strategie foarte conservatoare, dar este una care funcționează pentru ierbii. Cu cât face mai mult fotosinteza în natură, cu atât este mai probabil ca un animal să o mănânce sau să se întâmple ceva rău.”
Deși această strategie evolutivă a funcționat în avantajul plantei în natură, este un dezavantaj pentru oamenii care doresc să fermenteze biomasa switchgrass în biocombustibil. Înțelegând cauza principală a acestui comportament, totuși, cercetătorii pot începe să caute modalități de a-l evita.
„Acum putem începe să căutăm soluții de reproducere”, a spus Walker, profesor asistent la Colegiul de Științe Naturale. care lucrează și în cadrul MSU-Departamentul Laboratorului de Cercetare a Uzinelor Energetice. „Putem începe să căutăm plante care au un apetit nesățios pentru fotosinteză.”
Switchgrass încă nu se alătură plantelor, inclusiv porumb și trestie de zahăr, ca sursă comercializată de biocombustibil.
Dar asta face ca sens pentru că acele culturi stabilite au un avans uriaș, a spus echipa MSU. Fermierii selectează și reproduc versiuni ale acelor culturi care au calități care sunt atractive pentru noi, cum ar fi conținutul mai mare de zahăr, de mii de ani.
Interesul umanității față de iarba de ciupercă ca sursă de biocombustibil este mult mai recent în comparaţie. Așadar, este firesc ca ierbii să prezinte anumite comportamente suboptime pe care cercetătorii ar dori să le rezolve, cum ar fi oprirea fotosintezei fără explicații.
„Plantele ajung la mijlocul sezonului și spun: „Bine, am terminat, '”, a spus Walker.
„Ca cercetător, te întrebi literal: „De ce faci asta? E cald, soarele iese și frunzele tale sunt verzi. Ce se întâmplă?”, a spus Tejera-Nieves.
Tejera-Nieves s-a alăturat echipei lui Walker cu o ipoteză pentru a răspunde la aceasta, precum și cu mijloacele de testare cu sprijinul Centrului de Cercetare în Bioenergie a Marilor Lacuri, sau GLBRC.El a bănuit că lipsa apei ar putea juca un rol.
Pe lângă acordarea unei burse pentru Tejera-Nieves, GLBRC a construit ceea ce se numesc adăposturi de excludere a precipitațiilor în câmpurile de la W.K. Stația biologică Kellogg. Acestea fac exact ceea ce promite numele lor: exclud ploaia. Plantele de sub adăposturi rămân uscate, în timp ce vecinii lor de afară pot absorbi liber stropii, averse și furtuni.
Adăposturile au prezentat locul perfect pentru a testa ideea lui Tejera-Nieves, chiar dacă nu a mers exact așa. el a prezis inițial.
„Dacă limitarea apei ar fi motivul comportamentului, plantele de sub adăposturi s-ar descurca prost”, a spus Tejera-Nieves. „Dar nu au făcut-o. După șase luni de limitare a apei, plantele de sub adăpost au fost la fel de fericite ca și plantele de afară.”
Așadar, trebuia să sape puțin mai adânc – la propriu – pentru a se uita la ceea ce se întâmpla în rizomi. El a descoperit că nivelurile de amidon ale tuturor plantelor au crescut de-a lungul timpului până ating un nivel de vârf și apoi vor rămâne plate. Odată ce s-a întâmplat acest lucru, fotosinteza în frunzele plantelor s-a oprit.
„Odată ce rizomii sunt plini, planta pur și simplu se oprește”, a spus Tejera-Nieves.
„O poți vedea. atât de clar în date”, a spus Walker. „Plantele fac fotosinteza vara pentru a economisi carbon pentru iarnă și, de îndată ce au suficient, se închid.”
Unul dintre următorii pași pentru echipă este dezvoltarea unei mai bune înțelegeri. a mașinii moleculare care coordonează această oprire a fotosintezei. Aceste cunoștințe ar putea dezvălui și mai multe indicii despre cum să depășești comportamentul plantei și s-ar putea dovedi utilă pentru culturile de biocombustibili, dincolo de iarba comutatoare.
„Vedeți tendințe similare cu fotosinteza la plantele perene”, a spus Walker. „Ar trebui să căutăm să fim siguri, dar credem că ar putea fi același mecanism.”
Comentarii:
Adauga Comentariu