我國科學家首次突破光合作用反應量瓶頸,該技術可用於人造地球

2020-12-06 指尖科技說

光合作用反應量瓶頸

光合作用是人類最愛的化學反應之一，它把無機物轉成有機物，才讓世界充滿色彩，才有了人類。

人類希望光合作用的量可以更快更多，這樣溫室效應就離我們更遠，樹木可以更綠，我們呼吸的氧氣更多。

但是光合作用的量，是有瓶頸的，它的瓶頸就是進行光合作用的生物，自身的需求。

光合作用生成的有機物，最直接的目的，就是為了給生物自身提供能量，生成有機物的量不會超過自身需求。

例如植物自身光合作用最終是為植物自身生成碳水化合物，用於自身維持生命和生長。

生成的碳水化合物的量，總是不會超過植物自身的需求。

突破光合作用反應量瓶頸

中國科研人員首次突破了光合作用的反應量瓶頸，實現讓藍藻可以超量進行光合作用，並把生成多餘的有用碳水化合物直接排出體外。

可能很多人奇怪，為什麼用藍藻進行試驗？

其實在地球上，藍藻的光合作用對大氣氧氣的貢獻，比植物大得多，地球上大部分氧氣是由藍藻生成的。

藍藻，特別是深海藍藻是我們非常值得敬重的生物。

這次光合作用的突破，來自西北工業大學生態與環境保護研究中心的合成生物學實驗室。

他們通過基因改造，得到一種不斷進行光合作用，並能直接生成蔗糖，且把蔗糖排出體外的藍藻。

在這種藍藻身上，光合作用的反應量是沒有瓶頸的，藍藻可以源源不斷的進行光合作用。

藍藻人造葉片系統

科研人員選擇藍藻，還有另外一個原因，它可以在極端環境下生存。

人們在深海的高溫溫泉，甚至是缺水的撒哈拉沙漠也能找到藍藻。

利用基因改造藍藻的超量光合作用，以及在極端環境下也能生存的特點，科研人員已開始研發藍藻人造葉片系統。

藍藻人造葉片原理圖

藍藻人造葉片，其實就是把藍藻封裝在一個類似葉片的充滿水的空間裡。

把這種葉片放在二氧化碳環境中，吸收陽光，就可以不斷生成氧氣和蔗糖。

生成的氧氣，直接可以為人類營造可以呼吸的環境；生成的蔗糖直接可以食用。

在地球上，可以做到，只要有藍藻人造葉片和光，人類就不愁沒吃的了。

所以未來人類帶著這個葉片，到地球任何有水的地方都可以生存下來，完全就是探險神器。

人造地球不是夢

有了藍藻人造葉片系統，人類還可以製造各種人造地球，包括太空船、太空堡壘。

甚至改造太陽系其他行星，使之成為合適人類生存的環境，包括火星和金星等。

合成生物學實驗室的王文教授還表示，這種藍藻以及藍藻人造葉片系統，其實都還有很大的發展潛力。

現在得到的藍藻，所生產的蔗糖的量，還不算很高，按照濃度來算大概是每升水1克糖，未來還可以繼續提高；

另外藍藻人造葉片系統生成了蔗糖後，還可以搭配其他工程菌，生成維生素、胺基酸、能源、藥物、各類化工材料等等，最終形成整個人造生態系統。

而且這樣形成的人造生態系統，是高度可控的。

王文教授還描述了一個憧憬：未來人類在太空旅行，可以只需要背著一個背包大小的裝置，就可以維持氧氣和食物供應。

指尖科技說小編對這個憧憬充滿期待，這樣的未來，別說地球，整個太陽系都是我們可以活動的家園了。

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