As soluções para mitigar as alterações climáticas e seus impactos advirão do desenvolvimento de tecnologias inovadoras, sendo as mais promissoras aquelas baseadas na biologia. A adoção dessas tecnologias em larga escala depende de diversos fatores, como sua eficiência, praticidade e custo compatível.
Comecemos analisando a fotossíntese, o processo que permite produzir alimentos utilizando a energia solar. Trata-se de um conjunto sequencial de reações químicas, com diferentes tipos (C3, C4, Cam), que operam (surpreendentemente!) com baixa eficiência. Em média, estima-se que pouco mais de 10% da energia incidente é armazenada nos produtos sintetizados pela fotossíntese. Surpreendente, porque a vida na terra, que em grande parte depende da fotossíntese, está lastreada em um processo ineficiente.
A ciência da fotossíntese
As reações químicas da fotossíntese são mediadas por enzimas. Diversos grupos de cientistas estudam fórmulas para selecionar genes ou modificar o genoma das plantas para otimizar a ação enzimática na fotossíntese. Algumas dessas tecnologias podem ter usos ampliados, que não os atualmente conhecidos. O cientista Tobias Erb (Instituto Max Planck) estuda populações de organismos fotossintetizantes, buscando uma abordagem que combine seus aspectos mais eficientes para produzir uma via fotossintética inovadora e superior Link . O potencial desta abordagem é enorme, tanto para melhorar a eficiência da fotossíntese quanto para desenvolver rotas de síntese fora de vegetais.
Uma das principais enzimas da fotossíntese é a RuBisCO, existindo diversas variantes dela. O Silver Lab (Harvard Medical School) está examinando inúmeras formas da enzima para identificar as mais eficientes e aumentar a eficiência da fotossíntese nos vegetais. A pesquisadora Pamela Silver Link busca incorporar enzimas RuBisCO aprimoradas em sua plataforma sintética, para produzir um sistema que pode executar a fotossíntese em um chip de silício, com eficiência de até 80 %. Isto permitirá produzir energia ou sintetizar produtos, usando sistema similar à fotossíntese, porém com elevada eficiência.
Julie Gray (Univ. de Sheffield) estuda o metabolismo das plantas para reduzir o consumo de água, alterando o número de estômatos, que são os poros nas folhas das plantas para troca de oxigênio, dióxido de carbono e vapor de água com o ambiente Link. Pamela Ronald (Univ. da Califórnia) busca otimizar o uso da água, a partir do estudo do arroz irrigado Link. Seu objetivo é reduzir as emissões ao tempo em que melhora a produtividade do arroz e outras plantas, reduzindo a necessidade de água.
Reduzindo emissões
Os pecuaristas estão buscando fórmulas de reduzir as emissões de metano – um gás com efeito de estufa até 80 vezes mais potente que o CO2. Para tanto selecionam rebanhos com uma fauna microbiana do aparelho digestivo que produza menos metano. Porém, sempre existirão emissões, o que ressalta a importância de bactérias metanotróficas aeróbicas, com capacidade de capturar metano do ar, que estão sendo estudadas pela equipe da prof. Mary Lidstrom (Univ. de Washington) Link. Já a professora Lisa Stein (Univ. de Alberta) está desenvolvendo inibidores para reduzir as emissões de óxidos de nitrogênio decorrentes de adubação nitrogenada Link.
O Projeto Vesta Link, criado pelo Dr. Ken Nealson (Univ. Southern California), usa micróbios para acelerar o processo geológico natural de intemperismo mineral de silicato-carbonato como um método de redução de CO2 atmosférico. As taxas naturais de intemperismo são muito lentas, mas o Projeto Vesta está desenvolvendo catalisadores microbianos vivos que aumentam em muito a taxa desse intemperismo.
Os exemplos acima são uma pequena amostra de como a Ciência pode mitigar os impactos das mudanças climáticas, razão pela qual é imperativo o investimento permanente no desenvolvimento tecnológico da agricultura e da pecuária. Investir em Ciência significa melhorar a qualidade de vida em nosso país e no mundo.
*Décio Luiz Gazzoni
Engenheiro Agrônomo, pesquisador da Embrapa Soja, membro do Conselho Científico Agro Sustentável (CCAS) e da Academia Brasileira de Ciência Agronômica
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