Bilim Adamları Fotosentezi Yeniden Tasarladılar. İyi mi Kötü Mü Siz Karar Verin.
Akıllı tasarım, evrimin çoğunlukla başarısız olduğu yerlerde zafer kazandı. Biyologlar, fotosentezdeki temel kusurları telafi ederek tütün biyokütlesini yaklaşık yüzde 40 arttırdılar.
Ekip, aynı değişiklikleri börülce ve soya fasulyesi ile başlayarak, gıda mahsullerine de dahil etmeye çalışıyor. Yaşamın anahtar bileşenleri, karbon atomlarının zincirlerinden yapılan moleküllerdir. Bitkiler bu zincirleri havadaki karbon dioksit moleküllerinden alınan karbon atomlarıyla birleştirir. Fakat karbondioksit yakalayıp, bunu karbon zincirine ekleyen enzim, genelde yanlışlıkla oksijen moleküllerini de yakalar. Bu da bazı toksik moleküller üretilmesine yol açar.
Evrim’in en büyük hataları Fakat CO2 tutma ve onu bir karbon zincirine ekleyen enzim, yanlışlıkla bir oksijen molekülünü tutmaya başlar. Bu, bitkilerin paspaslamak için enerji harcayacakları toksik molekülleri üretir. Bu temel kusur, evrimin en büyük kusuru olarak tanımlanmıştır.
Adil olmak gerekirse, fotosentez ilk kez geliştiği zaman büyük bir sorun değildi, çünkü etrafta çok az oksijen vardı. Ancak oksijen seviyeleri yükselirken ve CO2 seviyeleri aeonların üzerinde azalırken, bitkiler için büyük bir problem haline geldi. Kazara oksijenin – fotorespirasyon adı verilen – kapma – o kadar sık olur ki fotosentezin etkinliğini yüzde 50’ye kadar azaltabilir. Geçmiş yıllarda yapılan çalışmalarla bu kusuru düzeltecek bir çözüme ulaşılamamıştı.
İşlemi yeniden yönlendirmek
Bu çalışmaya dayanarak Cavanagh ve arkadaşları, fotorespirasyonun toksik yan ürünleri ile başa çıkmak için üç alternatif yol tasarladılar. “Yapmaya çalıştığımız şey tüm süreci yeniden yönlendirmek oldu” diyor.
Genetik olarak bu aşamaları tütünde tasarladılar, çünkü seçilmeleri kolay bir bitki ve kısa bir yaşam döngüsüne sahipler. İki mevsim boyunca yapılan saha testlerinde, en iyi performans gösteren tesislerin biyokütlesi yüzde 40’tan daha fazla arttı.
2016’da, başka bir ekip, bitkilerin değişen ışık seviyeleri ile başa çıkma yeteneklerini geliştirerek tütün biyokütlesini yaklaşık yüzde 15 artırdı. Cavanagh “Umutdumuz, bu özellikleri biriktirip, kazanç elde etmemiz” diyor.
Ancak fotosentezde temel iyileştirmeler yapmanın bazı riskleri olabilir.
Teoride, bir bitkinin, fotosentez anlamında diğerine göre daha avantajlı olması, diğer bitkinin soyunun tükenmesine yol açabilir. Ancak bu özellik çiftliklerin ötesine yayılsa bile, ciddi sorunlara yol açma ihtimalinin düşük olduğunu söylüyor, Cornell Üniversitesi’nden bitki genetikçisi Maureen Hanson.
“Yabancı bir türün gelişmiş bir şekilde büyümesi, ekolojiyi, geleneksel tarımın çevresel etkileri nedeniyle halihazırda rahatsız ettiğimiz kadar rahatsız edeceğini düşünmüyorum” dedi.
Ve yabani bitki büyümesinde, esasen, Almanya’nın Düsseldorf kentinde bulunan Biyokimya Enstitüsü Bitki Andreas Andreas’a göre, fotosentetik kapasiteyle değil, su, azot ve fosfor mevcudiyeti sınırlıdır.
Özelliğin doğal bitki örtüsüne seçici bir avantaj sağlayacağını sanmıyorum.
Risklerin de faydalara karşı tartılması gerekir. Ekinleri iyileştirme çabalarının çoğu yalnızca küçük verim artışı sağlar. Dünyanın büyüyen nüfusunu beslemek ve biyoenerji ile sera salınımını azaltmak ve hala güvendiğimiz vahşi yaşama yer açmak için büyük desteklere ihtiyaç duyuluyor.
Fotosentezdeki en çok göze çarpan kusurlar giderilse bile, bitkiler güneş enerjisini yakalamada güneş panellerinden çok daha az verimli olacaktır. Bu yüzden birçok araştırmacı yapay fotosentez formları geliştirmeye çalışıyor.
Kaynak: https://www.newscientist.com/article/2189520-fixing-a-flaw-in-photosynthesis-could-massively-boost-food-production/
