植物不擅长光合作用。我们可以做得更好

我们可以改善光合作用吗?本章中描述的示例至少显示了我们同时尝试养活人口并保持我们的星球可居住时需要做的一些事情。作为sc

我们可以改善光合作用吗?

本章中描述的示例至少显示了我们同时尝试养活人口并保持我们的星球可居住时需要做的一些事情。随着科学的发展,新的可能性变得可用,我们会定期对限制气候变化损害的未来派方式感到兴奋。成功的示范表明,巨型化学空气洗涤器可能有助于清洁空气中的二氧化碳。发明人提倡生物反应器中种植新食物的想法。由于我们的人类是修补匠,因此我们甚至不可避免地会尝试改善光合作用本身。

我们为什么要处理光合作用?与最佳光伏细胞相比,光合作用效率低下。平均土地植物将其撞击到有用的化学能中的0.1%至1%的阳光转化为1%。如果管理良好,则作物工厂的总比率为有效能量转化的1%至2%。即使在高峰性能下,我们在阳光充足的沙漠池塘中自己的微藻也只能以6%的效率运行。与在美国国家可再生能源实验室(NREL)开发的最新六六角光伏电池相比,这是相当差的性能。显然,改善光合作用的潜力很大。

我是尝试过的科学家之一。早在1980年代中期,我在马萨诸塞州理工学院就帮助创建了第一个名为Photosystem II的站点定向的突变体。在工作了数百周并在实验室里睡觉的精疲力尽的兴奋之后,我们发现很难改善40亿年的进化。但是,这个想法是一个很好的想法。我们试图了解光合机械如何将光转化为化学能。

同样,科学家试图解决光呼吸问题。如第2章所述,这是光合作用生物体难以应对其生产的氧气的悖论,从而降低了将碳固定约25%的能力。有多种基因工程计划,以减少这种光呼吸“废物”并提高农作物的总体生产率。有些植物(例如玉米)有在夜间储存碳的方法,因此它们可以在白天将二氧化碳转化为复杂化学物质的光合作用。目前正在进行的项目正在寻求将这些碳浓缩机制引入其他商业意义的农作物。例如,美国农业研究服务局和伊利诺伊大学的科学家成功地将烟草叶片的光合作用效率提高了20%。重新结合并促进野生芥末,南瓜和绿色藻类和细菌基因,以优化光合代谢。现在,该团队正在寻求将这种升级的光合作用系统导入农作物,例如小麦,大米或大豆。他们的生产率增加了20%,这意味着我们可以在不使用更多土地的情况下养活更多的人。

其他人则试图创建“人造叶子”或“人造光合作用”。这些是在更有效的设备中隔离,聚焦和改善光合作用的优势的重要努力。一些创建具有相同功能的捕获二氧化碳并将其转化为有用的化学物质的设备,例如合成气(合成气:燃料气体混合物),而其他设备则使用光伏能量驱动的膜来捕获二氧化碳,以捕获二氧化碳,以将其浓缩用电动电荷的膜浓缩。近年来,通过分离显微镜组合中的叶绿体成分并将它们与细胞的其余部分分离以提高其效率,从而实现了人工迈出但仍然生物学的光合作用。该项目背后的佛朗哥 – 德国团队设想,它们增强的光合机械可以用来合成具有光的复杂药物分子。这些创造性方法都具有优势和局限性。通常,净环境影响不确定或非常昂贵。在某些情况下,这些改进工作只是将效率或成本问题转移到其他地方。这些新设备中的大多数都缺乏长期的可持续性。他们还需要大量时间和大量的钱。最新的光伏细胞花了五十多年才能达到当前的峰值效率,而平均安装光伏细胞的基础则持续了15%至20%的效率。

但是,我们需要尝试每项进步,评估每个潜在解决方案,使用每种方法来吸引人们并保持他们的参与。再次发展我们的世界将需要双曲企业家精神,新技术和传统方法。正如我们已经看到的那样,科学正在以各种方式帮助我们 – 通过托管放牧,发明制造氨的低能量方法,提供新的有机材料的新方法。有将近63,000台发电厂,数亿炉和数十亿辆汽车,所有汽车都燃烧了化石燃料。它需要尽可能多的想法,方法和方法来平衡其遗产。

当然,我们需要改善农业和光合作用,以利用我们更有效地为我们所有人种植食物的农业土地。我们必须继续进行创新,实验并突破碳去除范围的限制,并提高光合作用本身的效率,即使这很困难。但这错过了像今天一样在当前状态下使用光合作用的机会。光合作用在每个环境中生长:在南极洲的冰下;卡在花岗岩建筑物的侧面;在森林,田野,海洋和现代城市温室中。即使效率较低,植物寿命也比所有其他碳捕获技术都大得多,包括自然过程和人造工艺,后者花费了数年的时间来设计,建造和佣金。植物已经“安装”自己;他们在修复,播种和繁殖时捕获碳,养活所有生态系统,并灵活地应对环境变化,季节性和天气。没有人必须像清除光伏细胞以保持其运行状态那样清除灰尘的叶子。最重要的是,今天可以免费使用光合生物,我们已经知道了数千年的传播方式。所有社会都知道如何在当地环境中种植植物,而不是等待未来的技术突破。

我们没有计划在阳光下遮挡阳光,而是用气溶胶充满大气,或者将我们炸毁到其他行星上,而是今天为我们工作的植物的转变潜力。我是一名发明家,对技术感到兴奋,而且我还重视了在生物学和经济上丰富我们的平淡无奇的项目,例如使更多的污垢和种植更多的树木。我们可以通过自给自足的人(如果不是最有效的光合作用技术)来改变我们的星球。这篇文章是从光线创造生命的适应性摘录中:隐藏的奇观和拯救世界的光合作用©2021 by Raffael by Raffael by Raffael by Raffael by 2021Jovine。经实验许可转载。无论出售在哪里,都可以使用。theexperimentPublishing.com

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