Forscher finden einen Weg, die Photosynthese zu beschleunigen
Durch die Manipulation der Gene, die die Photosynthese beeinflussen, konnten die Forscher den Ertrag bei Sojabohnen um 20 Prozent steigern. Das Verfahren ließe sich auch bei anderen Kulturpflanzen anwenden.
Forscher von Universitäten in den Vereinigten Staaten und im Vereinigten Königreich haben eine Methode entwickelt, um die Photosynthese bei Sojabohnen effizienter zu gestalten.
Nach mehr als einem Jahrzehnt der Arbeit widmeten sich Wissenschaftler der University of Illinois und der University of Lancaster dem, was sie zuvor als einen der ineffizientesten Aspekte der Photosynthese identifiziert hatten.
„Unsere Forschung zeigt einen wirksamen Weg auf, zur Ernährungssicherheit beizutragen … Die Verbesserung der Photosynthese ist eine große Chance, den notwendigen Sprung beim Ertragspotenzial zu erzielen.
Normalerweise nehmen Pflanzen die Energie des Sonnenlichts auf und wandeln sie in Kohlendioxid um. Außerdem nutzen sie Wasser und Mineralien aus dem Boden, um Zucker zu bilden, der das Wachstum antreibt.
Bei sehr starker Sonneneinstrahlung geben Pflanzen jedoch überschüssige Energie in Form von Wärme ab, um ihre Zellen vor Schäden zu schützen. Dieser Übergang vom sogenannten „vollproduktiven Wachstumsmodus“ in den „Schutzmodus“ dauert mehrere Minuten, was zu einem natürlichen Effizienzverlust führt.
Siehe auch: Die Untersuchung von Pflanzenreaktionen auf Umweltstressoren als Schlüssel zu einer nachhaltigen LandwirtschaftDurch die Manipulation der Gene, die für diese Schutzfunktion der Pflanze verantwortlich sind, konnten die Forscher den Prozess beschleunigen, was zu einer Ertragssteigerung von 20 Prozent bei den Sojabohnenpflanzen führte.
„Dieser Ertragssprung ist im Vergleich zu den Verbesserungen, die wir durch Pflanzenzüchtung erzielen, enorm“, erklärte Stephen Long, ein Agrarwissenschaftler, der an beiden Universitäten tätig ist, gegenüber der BBC. „Und der Prozess, den wir angegangen sind, ist universell, sodass die Tatsache, dass er bei einer Nahrungspflanze funktioniert, uns sehr zuversichtlich stimmt, dass dies auch bei Weizen, Mais und Reis funktionieren sollte.“
Die Effizienz der Photosynthese bei Olivenbäumen könnte ebenfalls mit einer ähnlichen Methode verbessert werden, obwohl der Schwerpunkt der Forschung auf Grundnahrungsmitteln liegt.
Long fügte hinzu, dass die Pflanzen innerhalb von zehn Jahren auf Feldern angebaut werden könnten, doch Gesetze zum Anbau gentechnisch veränderter Pflanzen würden wahrscheinlich beeinflussen, wie schnell und wo diese Pflanzen eingeführt werden könnten.
Die Ergebnisse dieses Experiments kommen zu einem unglaublich günstigen Zeitpunkt, da die Sorge um globale Nahrungsmittelknappheit aufgrund von Dürren, Konflikten und Problemen in der Lieferkette zunimmt.
Ein aktueller Bericht der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) ergab, dass im Jahr 2021 fast 10 Prozent der Weltbevölkerung Hunger litten. Der Bericht fügte hinzu, dass sich die Situation in den letzten Jahren verschlechtert habe.
Laut dem Kinderhilfswerk der Vereinten Nationen (Unicef) werden bis 2030 mehr als 660 Millionen Menschen von Unterernährung und Ernährungsunsicherheit betroffen sein.
Die Wissenschaftler hinter dieser Forschung hoffen, dass sie den ärmsten Bauern der Welt zu ertragreicheren Ernten verhelfen und die Nahrungsmittelproduktion in den Gebieten ankurbeln wird, in denen sie am dringendsten benötigt wird.
„Die Zahl der von Nahrungsmittelknappheit betroffenen Menschen wächst weiter, und Prognosen zeigen deutlich, dass es einer Veränderung auf der Ebene der Nahrungsmittelversorgung bedarf, um diesen Trend umzukehren“, sagte Amanda De Souza, die Hauptautorin der Studie.
„Unsere Forschung zeigt einen wirksamen Weg auf, wie wir zur Ernährungssicherheit der Menschen beitragen können, die sie am dringendsten benötigen, ohne dass dafür mehr Land für den Anbau genutzt werden muss“, schloss sie. „Die Verbesserung der Photosynthese ist eine große Chance, den notwendigen Sprung im Ertragspotenzial zu erzielen.“