Leds fornecem "suplementação luminosa" para plantas

Os leds ganharam o Prêmio Nobel de Física e ocupam lugar de destaque na gravação de mídias digitais , e em iluminação está avançando rumo a agricultura, melhorando o rendimento das culturas usando o que os pesquisadores chamam de "suplementação luminosa".

Uma das principais vantagens dessa tecnologia é complementar a radiação solar em locais onde há pouca luz, ou iluminar parte das plantas que recebem uma menor incidência de luz solar pelo sombreamento.

Em hortaliças, os primeiros testes tiveram um acréscimo de 15% na produtividade de minitomates com uso de barras de led fornecendo iluminação adicional, tendo um aumento da eficiência fotossintética da cultura.

O primeiro experimento vem sendo realizado em ambiente protegido climatizado, composto por sistema de resfriamento evaporativo.

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Cientistas conseguem aumentar o rendimento da fotossíntese e da produção de biocombustíveis

Organismos fotossintetizantes são aqueles que produzem açucares que alimentam o organismo a partir de dióxido de carbono, da água e da energia luminosa disponível, liberando oxigênio pra a atmosfera.

A fotossíntese é um projeto ineficaz, pois apenas 5% da energia luminosa é capturada e utilizada neste. Cientistas descobriram três novos métodos para aumentar a eficiência da fotossíntese e na geração de biocombustíveis sustentáveis.

O primeiro método é a fotossíntese plug-and-play, este método consiste em conectar duas células por nanofios bacterianos, uma fotossintetizante e outra produtora de biocombustível. A ideia aqui é fazer com que a célula produtora de biocombustível utiliza-se da energia dissipada da célula fotossintetizante para as suas atividades.

O segundo método é o MAGIC – Abordagem Multi-Nível para Geração de Dióxido de Carbono. O objetivo é criar uma bomba de dióxido de carbono alimentada por luz, assim aumentando a disponibilidade de dióxido de carbono para a enzima que promove a fotossíntese e, consecutivamente, aumentando a eficiência fotossintética.

A última é a CAPP - Combinando Algas e Fotossíntese Vegetal, a Chlamydomonas, uma alga unicelular, que possui o seu próprio pirenoide, uma estrutura que ajuda a alga a captar carbono para melhorar seu rendimento fotossintético, o objetivo da equipe é transplantar o pirenoide e seus componentes em plantas superiores, buscando melhorar a eficiência fotossintética dessas plantas e sua produtividade.

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Batatas resistentes a vírus

Foram desenvolvidas por pesquisadores argentinos, do Instituto de Pesquisa em Engenharia Genética e Biologia Molecular (INGEBI),  batatas geneticamente modificadas que são resistentes ao vírus PVY, causador da má formação das folhas, prejudicando a fotossíntese e o desenvolvimento da planta, afetando assim, o mercado desse produto.

Duas mil plantas de linhagens distintas, transgênicas e não transgênicas, passaram por diferentes testes ao longo de seis anos. Os resultados dos testes mostraram que as plantas geneticamente modificadas não foram infectadas pelo vírus, enquanto que as variedades convencionais apresentaram quadro de infecção elevado. O beneficio virá primeiro aos pequenos produtores, que são mais afetados por  infestações de pragas e com mais prejuízos econômicos.

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Encontradas Primeiras Evidências de Fotossíntese em Insetos

Maine.gov

A biologia dos afídeos, conhecidos também como pulgões, é exótica: eles podem nascer gestantes e às vezes os machos não têm bocas, o que os leva à morte pouco após a cópula. Em adição à lista de excentricidades, um trabalho publicado semana passada indica que eles talvez possam capturar luz solar e usá-la com propósitos metabólicos.

Os afídeos são únicos por terem a capacidade de sintetizar pigmentos chamados carotenoides. Muitos animais dependem desses pigmentos para diversas funções, como manter o sistema imune saudável e produzir certas vitaminas, mas precisam obtê-los por meio da dieta. Agora o entomologista Alain Robichon, do Instituto Sophia de Agrobiotecnologia em Sophia Antipolis, na França, e seus colegas sugerem que, nos afídeos, esses pigmentos podem absorver luz do Sol e transferi-la para o maquinário celular envolvido na produção de energia.

Ainda que sem precedentes em animais, essa capacidade é comum em outros Reinos. Plantas e algas, além de certos fungos e bactérias, também sintetizam carotenoides – e em todos esses organismos os pigmentos formam parte do sistema fotossintético.

Coletores domésticos

Aproveitando a descoberta de 2010 de que os altos níveis de carotenoides encontrados em afídeos são produzidos pelos próprios insetos, Robichon e sua equipe decidiram investigar por que os pulgões produzem químicos que exigem tanto do metabolismo.

Os carotenoides são responsáveis pela coloração dos afídeos, o que determina o tipo de predador que pode vê-lo. A pigmentação corporal dos pulgões criados em laboratório por Robichon é afetada por condições ambientais: insetos verdes no frio e alaranjados em condições padrões. Quando a população é grande e os recursos limitados eles são brancos.

Quando os pesquisadores mediram os níveis de ATP dos afídeos – responsável pela transferência de energia em seres vivos – os resultados foram marcantes. Os insetos verdes, com altos níveis de carotenoides, produzem significativamente mais ATP que os brancos, que são quase destituídos desses pigmentos. Além disso, a produção aumentou quando os pulgões alaranjados – com uma quantidade intermediária de carotenoides – foram colocados à luz, e caiu ao serem transferidos para o escuro.

Em seguida, os pesquisadores extraíram e purificaram os carotenoides dos afídeos alaranjados, demonstrando que esses pigmentos são responsáveis pela absorção de luz e transferência de energia.

Maria Capovilla, uma das autoras do estudo e também entomologista, do Instituto Sophia, ressalta que são necessárias mais pesquisas antes de os cientistas terem certeza de que os afídeos realmente fazem fotossíntese, mas as descobertas levantam essa possibilidade. E a maneira como as moléculas de caroteno se organizam nos insetos dá peso a essa hipótese: os pigmentos formam uma camada que fica entre 0 e 40 micrômetros abaixo da cutícula dos animais, o que os deixa em posição perfeita para capturar a luz do Sol.

Nancy Moran, geneticista de insetos da Yale University em West Haven, em Connecticut, responsável pela descoberta original de que afídeos têm genes para a produção de carotenoides, aponta que há muitas perguntas sem respostas. “A produção de energia parece ser o menor dos problemas de um afídeo – sua dieta tem açúcar em excesso e eles não conseguem usar a maior parte disso”, explica ela.

O argumento leva à pergunta de por que os afídeos precisariam fazer fotossíntese. Segundo Maria, talvez o processo funcione como um sistema de emergência que poderia ajudar em momentos de estresse ambiental, como no período de migração para uma nova planta hospedeira.

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Cientistas criam métodos para 'turbinar' fotossíntese

  Há milhões de anos, plantas, algas e algumas bactérias fazem uso da fotossíntese para transformar luz em energia. Cientistas agora se apressam a dizer: elas têm feito isso errado. Ou melhor, de um jeito ineficiente, que aproveita só 5% do que poderia.

  Três dos principais nomes da área protagonizaram ontem uma das palestras que mais despertaram a atenção do público presente na reunião anual da AAAS (Sociedade Americana para o Progresso da Ciência), em Vancouver, no Canadá.

  "Essa história toda de otimizar a fotossíntese pode parecer maluquice, mas eu garanto que não é. Afinal, eu não teria sido chamada para falar em um evento tão importante se a minha pesquisa não fizesse sentido", disse Anna Jones, da Universidade do Estado do Arizona.

  Ela e outros pesquisadores querem otimizar o processo de transformação da energia recebida do Sol. Atingir esse objetivo permitirá melhorar culturas de alimentos e produzir combustíveis renováveis de um jeito sustentável e em grandes quantidades.

  "Na natureza, a enzima que acelera a fotossíntese, a rubisco, acaba saturada após algum tempo de exposição à luz e o processo fica lento. Ou seja, os organismos têm uma ampla oferta de luz, mas não a capacidade de transformar essa energia em um combustível armazenável", diz Jones.

  Para dar uma forcinha à natureza, os cientistas estão tentando vários métodos. Uma das principais apostas é pensar o processo da fotossíntese como se fosse a geração de energia numa bateria.

  Em sua pesquisa, Jones quer gerar mais energia ao separar as duas etapas do processo: a captação e a produção da energia. Cada uma seria feita em uma estrutura. As duas seriam ligadas por um fio biológico, que transmitiria a energia gerada com alta eficiência. Esses nanocabos podem ser produzidos por bactérias, como a Shewanella oneidensis, cultivadas em condições especiais.

  "Esse material consegue alta taxas de condutividade. Comporta-se quase como alguns condutores de metal", afirma Jones.

  O trabalho de Richard Cogdell, da Universidade de Glasgow, no Reino Unido, também aposta nos nanofios para otimizar a fotossíntese. Batizada de folha artificial, sua ideia é criar um jeito de simplificar o processo.

  "A natureza tem várias maneiras de fixar carbono. Estamos incentivando as mais eficientes", diz o cientista.

  O grupo de Cogdell é um dos mais bem-sucedidos. Além de ser a estrela de um recente programa na rede BBC, o cientista deve conseguir a patente de um combustível gerado por essa fotossíntese turbinada.

  Ele afirma não poder dar muitos detalhes. Mas o campo é promissor. Além de várias empresas se interessarem em patrocinar estudos nesse campo, fundações distribuíram mais de US$ 10 milhões em verbas para as pesquisas.

Fonte: http://www1.folha.uol.com.br/ciencia/1050570-cientistas-criam-metodos-para-turbinar-fotossintese.shtml