Un model informàtic millora el disseny dels vegetals
Un grup d'investigadors de l'Universitat d'Illinois ha dissenyat una planta que produeix més fulles i fruits sense necessitat de rebre fertilitzant extra a través d'un model digital que imita al procés d'evolució.
Sistema d'intercanvi de gasos que mesura el ritme de transport de diòxid de carboni i electrons en fulles intactes. Font: Don Hamerman
Aquest sistema és el primer model que simula cada pas del procés fotosintètic. En vegetals, algues, fitoplàncton i algunes espècies de bacteris, la fotosíntesi converteix l'energia lumínica en energia química mitjançant un complex conjunt de reaccions químiques. Aquest procés requereix nombrosos enzims i altres compostosa les fulles de la planta. El punt de partida de la investigació del professor de biologia vegetal i ciències dels cultius, Steve Long, va ser el disseny d'un model de fotosíntesi més productiu que el de la planta. Per dur a terme el seu projecte, els científics van estudiar totes les possibles combinacions de les més de 100 proteïnes involucrades en aquest procés en una supercomputadora, aconseguint un estalvi de temps i de recursos.
Respostes a les variacions mediambientals
Inicialment, van construir un model fiable de la fotosíntesi que pogués imitar de manera precisa la resposta fotosintètica a diferents canvis en l'ambient. Els investigadors van realitzar diferents proves i ajustaments fins aconseguir un sistema que pronostiqués amb èxit el resultat d'experiments efectuats amb fulles reals, incloent la seva resposta dinàmica a les variacions mediambientals. Partint de la base que no és aconsellable afegir més nitrogen a les plantes, l'equip del professor Steve Long va dissenyar un model informàtic que millores les prestacions de la pròpia planta alhora de gestionar i invertir la quantitat de nitrogen fixat en les diferents proteïnes fotosintetitzadores.
Augmentar la productivitat de les plantes
Mitjançant "algorismes evolutius" que imiten el procés d'evolució, el sistema es va llançar a la recerca dels enzims que, en major quantitat, podrien potenciar la productivitat de les plantes. Aquest procés va permetre identificar diverses proteïnes que podien augmentar de manera notable la productivitat de la planta. A més, aquests resultats concorden amb els obtinguts en altres investigacions amb plantes transgèniques.