Suena a ciencia ficción, pero los científicos han demostrado que ya estamos muy cerca de conseguirlo. Un estudio publicado en Nature Food el pasado mes de junio demuestra que es posible cultivar algas, levaduras comestibles y hongos productores de setas en la oscuridad alimentándolos con un compuesto a base de carbono llamado acetato que no se originó en las plantas, sino que se fabricó utilizando electricidad solar.
Los científicos tienen la esperanza de que este método, un tipo de "fotosíntesis artificial", pueda abrir nuevas vías para producir alimentos utilizando menos espacio físico y energía que la agricultura tradicional, incluyendo, quizás, cultivos que puedan crecer en la oscuridad.
Con la excepción de algunos entornos extremos, como las aguas termales de las profundidades marinas (que se mantienen gracias a la energía química del sulfuro de hidrógeno que burbujea en las grietas del fondo marino), toda la vida en la Tierra se alimenta del sol.
Incluso los depredadores más importantes forman parte de complejas redes alimentarias que se remontan a las plantas y, en los océanos, a las diminutas algas verdes. Estos llamados productores primarios tienen un superpoder biológico: la capacidad de crear carbono orgánico a partir del dióxido de carbono mediante la fotosíntesis, un proceso bioquímico alimentado por la luz solar.
La ineficiencia de la fotosíntesis
Las plantas llevan miles de millones de años convirtiendo la luz solar en alimento. Incluso bajo un rayo de sol mínimo, las plantas pueden crecer y generar vida en nuestro planeta. Pero aunque la fotosíntesis es esencial para la vida tal y como la conocemos, no es terriblemente eficiente. Sólo un 1% de la luz solar que incide sobre las plantas es captada y utilizada para producir carbono orgánico.
Algunos científicos apuestan la ingeniería genética de los cultivos para que realicen la fotosíntesis de forma más eficiente. Los investigadores del nuevo estudio proponen, sin embargo, algo más inusual: sustituir la fotosíntesis biológica por un proceso parcialmente artificial para convertir la luz solar en alimentos.
Su proceso es una versión de la fotosíntesis artificial, un término que existe desde hace años y que engloba varios enfoques para convertir la luz solar, el agua y el CO2 en combustibles líquidos y productos químicos como el formiato, el metanol y el hidrógeno. Este trabajo –dicen sus autores- representa la primera vez que se combina un sistema de fotosíntesis artificial con un intento de cultivar organismos comunes productores de alimentos.
Los investigadores han alimentado con este acetato a la Chlamydomonas reinhardtii, un alga verde fotosintética. También a la levadura nutricional y a los setas productoras de hongos, que no realizan la fotosíntesis por sí mismas pero que normalmente necesitan el carbono orgánico de las plantas para crecer. Todos estos organismos fueron capaces de absorber el acetato y crecer en la oscuridad, independientemente de la luz solar o del carbono derivado de la fotosíntesis.
Probar con astronautas
De momento, lejos aún de transformar radicalmente el proceso de alimentación de nuestro planeta, este método podría ser probado para alimentar astronautas en el espacio. Los investigadores presentaron su concepto de fotosíntesis artificial al Deep Space Food Challenge de la NASA, que otorga premios en metálico y reconocimiento a grupos con ideas innovadoras para alimentar a los astronautas en misiones espaciales de larga duración.
Ganar el concurso no es garantía de que una tecnología novedosa de producción de alimentos vaya a volar en una futura misión espacial. El peso es una consideración clave, y es probable que la fotosíntesis artificial requiera transportar al espacio nuevos equipos, como paneles solares y electrolizadores adicionales.
Pero vale la pena mantener la mente abierta sobre cómo podría aplicarse cualquier esfuerzo para rediseñar un proceso biológico fundamental como la fotosíntesis, en el espacio o en la Tierra: "La recompensa -sostienen los investigadores- puede ser algo que aún no hemos imaginado".