Ilmuwan Menemukan Cara untuk Menanam Sayuran Tomat di Mars

Berita Baru, Amerika Serikat – Jika manusia suatu hari akan melakukan lompatan untuk pindah antarplanet dari Bumi ke Mars maka kemampuan menanam tanaman di Planet Merah akan menjadi vital dan penting.

Dilansir dari Dailymail.co.uk, pada 10 Juli, seperti contohnya pada tokoh Matt Damon menemukan jalan untuk menanam sayuran di Mars di film blockbuster 2015 The Martian, dia berhasil bertahan hidup dengan kentang yang ia tanam selama alur cerita fiksi.

Sekarang visi itu mungkin sedikit lebih dekat dengan kenyataan, setelah para ilmuwan mengembangkan metode baru menanam tanaman dalam kegelapan total menggunakan fotosintesis buatan.

Para peneliti dari University of California, Riverside dan University of Delaware menggunakan sistem elektroliser kimia dua langkah untuk mengubah karbon dioksida (CO2), listrik, dan air menjadi asetat atau suatu bentuk komponen utama cuka.

Organisme penghasil makanan kemudian mengkonsumsi asetat untuk tumbuh dalam gelap, kata mereka.

Kemajuan ini dapat membantu mengarah pada cara-cara baru untuk menanam makanan di Bumi, dan juga mungkin di Mars.

“Bayangkan suatu hari nanti kapal raksasa menumbuhkan tanaman tomat dalam gelap dan di Mars seberapa mudah itu bagi orang Mars di masa depan?” kata Martha Orozco-Cárdenas, direktur UC Riverside Plant Transformation Research Center.

Rekan penulis studi Feng Jiao, dari University of Delaware, menambahkan: “Jika kita menghilangkan kebutuhan akan sinar matahari, maka kita dapat menumbuhkan beberapa lapisan tanaman sekaligus, mirip dengan cara jamur tumbuh, dan menciptakan semacam pabrik makanan.”

Tidak seperti tanah di Bumi, regolith keadaan di Mars, seperti yang diketahui, jauh lebih keras untuk tanaman, karena tidak memiliki bahan organik dalam jumlah yang signifikan.

Mars juga mendapat jauh lebih sedikit sinar matahari daripada Bumi, jadi para ilmuwan harus menemukan teknik baru untuk meningkatkan tingkat pertumbuhan jika ingin menghasilkan makanan di Planet Merah.

Dibutuhkan jutaan tahun evolusi untuk fotosintesis berkembang pada tanaman sebagai cara untuk mengubah air, karbon dioksida dan energi dari sinar matahari menjadi biomassa tanaman dan makanan bagi manusia untuk dimakan.

Tetapi para ahli mengatakan proses alami ini tidak terlalu efisien karena hanya sekitar 1 persen dari energi yang ditemukan di sinar matahari yang berakhir di pabrik.

Elektroliser yang dikembangkan UD secara efisien mengubah 57 persen molekul karbon yang ditemukan dalam karbon dioksida menjadi asetat menggunakan katalis tembaga, menciptakan aliran asetat yang sangat terkonsentrasi yang dapat digunakan sebagai makanan nabati.

Para peneliti mempelajari sembilan tanaman tanaman (selada, beras, kacang tunggak, kacang hijau, kanola, tomat, lada, tembakau dan Arabidopsis, anggota keluarga mustard yang mencakup kubis dan lobak) dan menemukan tanaman mampu mengambil karbon dari ini secara eksternal. mensuplai asetat melalui jalur metabolisme utama.

Mereka juga menemukan bahwa menggunakan panel surya untuk menghasilkan listrik untuk menggerakkan reaksi kimia dapat meningkatkan efisiensi konversi sinar matahari menjadi makanan dan membuatnya hingga 18 kali lebih efisien untuk beberapa makanan.

“Kami mampu menumbuhkan alga sepenuhnya dalam kegelapan,” kata Sean Overa, mahasiswa doktoral teknik kimia tahun keempat di UD dan penulis pendamping di makalah tersebut.

Sementara itu, selada menunjukkan penggabungan asetat terbaik dari semua tanaman pangan.

Para peneliti juga mempelajari di mana asetat masuk ke dalam tanaman.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa semua tanaman yang diuji mampu menggabungkan asetat, dan mereka cukup bersedia untuk mencerna dan menggunakan molekul karbon.

Di beberapa tanaman, asetat muncul dalam asam amino tanaman, sementara di lain ditemukan dalam gula tanaman yang digunakan sebagai energi untuk pertumbuhan.

“Ini menunjukkan kepada kita bahwa ada jalur pencernaan yang dapat dibuka di dalam banyak spesies tanaman yang memungkinkan mereka akhirnya tumbuh sepenuhnya di asetat,” kata Overa.

“Dengan pendekatan kami, kami berusaha mengidentifikasi cara baru untuk memproduksi makanan yang dapat menembus batas yang biasanya ditentukan oleh fotosintesis biologis,” kata penulis koresponden studi Robert Jinkerson dari UC Riverside.

“Menggunakan pengaturan elektrolisis CO2 tandem dua langkah canggih yang dikembangkan di laboratorium kami, kami dapat mencapai selektivitas tinggi terhadap asetat yang tidak dapat diakses melalui rute elektrolisis CO2 konvensional,” tambah Jiao.

Elizabeth Hann, salah satu penulis utama studi tersebut, mengatakan bahwa teknologi tersebut adalah “metode yang lebih efisien untuk mengubah energi matahari menjadi makanan, dibandingkan dengan produksi makanan yang mengandalkan fotosintesis biologis.”

Para peneliti mengatakan itu juga memungkinkan untuk “reimajinasi tentang bagaimana makanan dapat diproduksi di lingkungan yang terkendali.”

“Menggunakan pendekatan fotosintesis buatan untuk menghasilkan makanan bisa menjadi perubahan paradigma tentang cara kita memberi makan orang. Dengan meningkatkan efisiensi produksi pangan, lebih sedikit lahan yang dibutuhkan, mengurangi dampak pertanian terhadap lingkungan,” kata Dr Jinkerson.

“Dan untuk pertanian di lingkungan non-tradisional, seperti luar angkasa, peningkatan efisiensi energi dapat membantu memberi makan lebih banyak anggota kru dengan input yang lebih sedikit,” tambahnya.

Penelitian baru telah diterbitkan dalam jurnal Nature Food.