في ظل الزيادة السكانية يسعى العلماء إلى إيجاد طرق آمنة من أجل زيادة المحاصيل الزراعية وخاصة المهمة منها مثل القمح، لذلك صمم العلماء محركات صغيرة من الكربون تستخدم الطحالب الخضراء المزرقة في تطوير عملية التمثيل الضوئي.
قال أحد الباحثين في تلك الدراسة:”هذا الاكتشاف كان قفزة كبيرة إلى الأمام في تحسين طريقة تحويل المحاصيل لثاني أكسيد الكربون والماء وضوء الشمس إلى طاقة والتي تُسمي بعملية “البناء الضوئي”، وهي أحد القيود الرئيسية لإنتاجية المحاصيل. للمرة الأولى تم إدخال حجرات صغيرة بها البكتيريا الزرقاء الطحالب الخضراء المزرقة إلى النباتات، ويمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة 60% في إنتاج المحاصيل”.
إن هذه الحجرات يطلق عليها (carboxysomes) وهي مسؤولة عن جعل الطحالب الخضراء المزرقة فعالة جدًا في تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى السكريات الغنية بالطاقة، وقد استغرق هذا الأمر خمس سنوات من الأبحاث والتجارب للوصول إلى هذه المرحلة، حيث حاول العلماء في هذه الأبحاث إدخال محرك لالتقاط الكربون المشحون في النباتات باستخدام البكتيريا الزرقاء.
إن إنزيم (Rubisco) الخاص بالمحاصيل هو المسئول عن تثبيت ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ولكنه يجد صعوبة في التفريق بين ثاني أكسيد الكربون والأكسجين مما يؤدي إلى فقدان في الطاقة وذلك على عكس إنزيم (Rubisco) الخاص بالطحالب الخضراء المزرقة الذي سرعة التقاطه لثاني أكسيد الكربون وتوليد السكريات أكبر بثلاث مرات، لذلك استخدام تلك الآلية سيؤدي إلى زيادة كبيرة في نمو النبات وإنتاجه، حيث تعمل الطحالب الخضراء المزرقة على التقاط كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون وتوصلها إلى ال(Carboxysomes) والتي تعمل بدورها على زيادة سرعة توفير ثاني أكسيد الكربون للنباتات وبالتالي سرعة تحول ثاني أكسيد الكربون إلى سكر وتقليل التفاعلات مع الأكسجين.
قال أحد الباحثين:” مازال أمامنا الكثير من العمل للقيام به، ولكن تنفيذ ذلك في مصانع التبغ كان خطوة أساسية لإثبات أن آليات تركيز ثاني أكسيد الكربون تزيد من إنتاجية المحاصيل”. إن هذا الاكتشاف يُعد استراتيجية واعدة طويلة الأمد لزيادة المحاصيل الزراعية، حتى نصبح قادرين على إطعام السكان في الدول النامية؛ نظرًا للزيادة السكانية السريعة.
كتابة: سمية إسماعيل
مراجعة: داليا الشريف
تصميم: نهى عبد المحسن
تحرير: ريم أسامة
