Fotosyntéza nás fascinuje! Jak ji využíváme a jaký je její skutečný potenciál pro nové obnovitelné zdroje energie?

Slunce je nejvýznamnějším zdrojem energie potřebné pro život na Zemi a rostliny tuto energii získávají lépe než cokoli jiného. Jak? Fotosyntézou. Ta umožňuje rostlinám využívat energii ze slunečního záření a přeměňovat ji na energii chemickou, kterou mohou rostliny a jiné organismy dále využít pro svůj růst a vývoj. Bez fotosyntézy by zkrátka na Zemi neexistoval život, jak ho známe. Fotosyntéza je tak bezesporu jedním z nejdůležitějších biochemických procesů na naší planetě. Je zdrojem nejen veškeré potravy, ale i většiny našich energetických zásob. Chceš vědět, jak fotosyntéza probíhá, proč nás v Maně fascinuje, jak ji využíváme a jak by mohlo lidstvo v budoucnosti zužitkovat proces fotosyntézy ještě efektivněji? Udělej si pohodlí a začti se do článku.

Z hlediska vývoje znamenal vznik fotosyntézy jeden z klíčových momentů, jenž kompletně vychýlil směr, kterým se před 2,4 miliardami let naše planeta ubírala. Během první poloviny historie Země byla totiž naše atmosféra zcela bez kyslíku – podnebí bylo velmi horké a vlhké, voda silně kyselá a tvorbu nové zemské kůry doprovázela intenzivní sopečná činnost. I přesto na naší planetě v té době existoval život. Jen ne v takové formě, jakou známe dnes. 

Zemi osídlovaly nejrůznější mikroorganismy,  které časem vyvinuly důmyslný způsob, jak absorbovat energii ze slunečního světla a používat ji k výrobě sacharidů a také k produkci jednoho z dnes již nejvýznamnějších biogenních prvků – kyslíku. Proces fotosyntézy tak „najednou“ přetvořil celou tehdejší bezkyslíkatou atmosféru a započal novou éru.

V reakci na množství produkovaného kyslíku totiž uhynulo až 99,5 % tehdejších organismů, které se na Zemi vyvíjely po miliardy let. Ve srovnání s tím je podle některých i vyhynutí dinosaurů pouhou nepatrnou odbočkou ve vývoji naší planety… Fotosyntéza je jednoduše fascinující a stojí za to o ní vědět více.

Co se během fotosyntézy děje?

Fotosyntéza je vícestupňový proces, který probíhá v zelených částech rostlin – obvykle v listech (ale také v buňkách řas, sinic a některých dalších organismů). Každý z listů obsahuje zelené buněčné organely – chloroplasty, které si můžeme představit jako malé „sluneční elektrárny”, jenž umí díky aktivaci elektronů nacházejících se v rostlinném pigmentu zachytit energii slunečního záření a začít vlastní proces fotosyntézy. Rostlina metabolizuje oxid uhličitý CO₂ (přijímaný skrze póry v listech z okolního ovzduší) a vodu H₂O (přiváděnou kořeny z půdy) a následně do ovzduší uvolní molekuly kyslíku O₂.

Přijaté atomy uhlíku, vodíku a kyslíku ve formě CO₂ a H₂O použije rostlina – za pomoci sluneční energie – také na produkci jednoduchých sacharidových molekul glukózy C₆H₁₂O₆, které ve formě škrobu uloží do semen, kořenů a hlíz jako zdroj energie pro tvorbu bílkovin a lipidů tvořících rostlinu.

Tato glukóza je v těle lidí a zvířat primárním energetickým zdrojem, který lze skladovat ve formě glykogenu. Jaterní glykogen slouží především k udržování hladiny krevního cukru, což je velmi přínosná funkce hlavně v době hladovění mezi jídly nebo také při náročné a dlouhodobé fyzické aktivitě, zatímco svalový glykogen představuje rychle dostupnou sacharidovou zásobu energie přímo ve svalech.

Jak do celého procesu fotosyntézy zapadá Mana?

Jak už víš, naším primárním zdrojem energie je Slunce, které se skrze fotosyntézu rostlin transformuje do nové energie. Rostliny, respektive rostlinné potraviny jsou proto nejčistším a nejefektivnějším zdrojem energie, tedy výživy – na rozdíl od živočišné výroby, kdy chovná zvířata musíme nejprve nakrmit rostlinnými produkty, a tak se energie dostane do lidského těla po více krocích zpracování.

Nebojíme se proto říct, že Mana stojí svou efektivitou využití primární sluneční energie hned za fotosyntézou. Zkrátka: Slunce – rostliny – Mana – tvoje tělo.

V Maně navíc používáme suroviny s nejvyšší nutriční hodnotou. Do detailu sledujeme obsah živin vstupních surovin, a to důkladným zkoumáním našimi vlastními testy a analýzami certifikovaných laboratoří.

Většina surovin pochází z evropských zdrojů s tím, že kontrolujeme jakostní parametry, jakými jsou mimo obsah nutrientů například barva, zrnitost, obsah případných alergenů nebo zda je surovina opravdu bez GMO. Krom původu ovšem bereme v úvahu i způsob zpracování, který má také významný dopad na výslednou kvalitu a nutriční vyváženost Many.

Díky kontrolovanému a přesně odměřenému množství ingrediencí si můžeme efektivně „hrát” s poměry živin a poskládat je tak, aby výsledný produkt obsahoval dokonalé množství všech nutrientů, které tělo potřebuje – bez zbytečného balastu navíc.

Když jsme před sedmi lety začali vyvíjet první verzi Many, jedním z našich cílů bylo vymyslet potravinu, která bude nutričně kompletní, zdravá a chutná. Zkrátka potravinu, která bude schopna uchovat rostlinnou energii v nejvyšší možné míře. Díky našim znalostem, pečlivosti a nejmodernějším technologiím se nám to podařilo a my můžeme s jistotou říct, že jídlo, které jsme vyvinuli, je nejefektivnějším využitím fotosyntézou transformované sluneční energie.

Využití fotosyntézy v potravinářství ovšem není jediný důvod, proč nás tento proces tak fascinuje. Čti dál...

Může fotosyntéza přispět k novým obnovitelným zdrojům energie?

Biochemickým procesem fotosyntézy vznikají nejen veškeré složky naší potravy, ale i většiny energetických zdrojů – energie zachycená fotosyntézou rostlinami žijícími před miliony let je totiž zhmotněná v podobě fosilních paliv jako uhlí, ropa nebo zemní plyn. Při spalování těchto paliv se uvolňuje téměř stejné množství energie, jaké do nich bylo před miliony let pravěkým Sluncem uloženo.

V průběhu posledních desítek let se nicméně požadavky na energii vlivem rostoucí populace rapidně zvýšily – lidé do roku 2050 spotřebují dvakrát tolik energie než nyní (více o této problematice se dočteš zde). A právě fotosyntéza v sobě skrývá na první pohled nečekaný potenciál, který by mohl v budoucnu přispět k udržitelnějšímu způsobu života. 

Výzkumy přírodních procesů (jako je i fotosyntéza) totiž pomáhají vědcům například i při vývoji nových způsobů využití různých zdrojů obnovitelné energie. Vzhledem k tomu, že sluneční světlo, rostliny i bakterie jsou v přírodě všudypřítomné, využití fotosyntézy je logickým krokem k vytvoření uhlíkově neutrálních paliv jako vodík nebo dokonce metan.

Výzkumná skupina z University of Turku ve Finsku například před pár lety využila schopnosti zelených řas – jakožto fotosyntetických organismů – produkovat vodík. Finský tým přišel na způsob, jak rozšířit produkci vodíku zelenými řasami až na tři dny. Výsledky výzkumu publikovali v odborném časopise Energy & Environmental Science.

Vědci však již také začali fotosyntézu napodobovat a kopírovat. Výzkumníci z University of Cambridge v Anglii například vytvořili v laboratoři napůl umělou formu fotosyntézy, přičemž jedno z jejich nastavení pomocí světla rozkládalo vodu na kyslík a vodík.

Na druhé straně, vize využití fotosyntézy pro energetické potřeby lidstva zatím ale pokulhává v účinnosti. Rostlina využije přibližně 1 % záření, které na ni dopadne. Fotovoltaika na střeše využije kolem 20 %, t. j. je 20krát účinnější, a tedy i v mnoha ohledech smysluplnější. Proto také třeba říci, že potenciál fotosyntézy je zapadnout do energetického mixu více zdrojů – rozhodně ne stát se zdrojem primárním.

Navíc, obecně je obrovský rozdíl mezi procesem provedeným v mikroměřítku v laboratoři a ověřenou kontinuální technologií pro výrobu statisíců tun, například vodíku. Takhle daleko zatím nikdo není.

Tak či onak je fotosyntéza zkrátka fascinující proces, kterému vděčíme za existenci života, jak ho známe. Věříme, že používání čistě rostlinných surovin v Maně – jakožto efektivní využívání fotosyntetických procesů – má smysl. Nejen že tím na trh přinášíme potravinu, která je zdravá a nutričně kompletní, ale zároveň napomáháme tomu, aby byla naše planeta dobrým místem pro život i pro následující generace.


Zdroje:

[1] A. Callahan, H. Leonard, T.Powell (2020) Nutrition: Science and Everyday Application.
https://openoregon.pressbooks.pub/nutritionscience/chapter/3b-photosynthesis-and-metabolism/

[2] Aparna Vidyasagar. What Is Photosynthesis
https://www.livescience.com/51720-photosynthesis.html

[3] S. Kosourov, M. Jokel, Eva-Mari Aro, Y. Allahverdiyeva (2018) A new approach for sustained and efficient H2 photoproduction by Chlamydomonas reinhardtii.
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2018/EE/C8EE00054A#!divAbstract

[4] K. P. Sokol, W. E. Robinson, J. Warnan, N. Kornienko, M. M. Nowaczyk, A. Ruff, J. Z. Zhang, E. Reisner (2018) Bias-free photoelectrochemical water splitting with photosystem II on a dye-sensitized photoanode wired to hydrogenase.
https://www.nature.com/articles/s41560-018-0232-y

[5] ScienceNewsforStudents.org (2018) Scientists look to hack photosynthesis for a ‘greener’ planet.
https://www.sciencenewsforstudents.org/article/scientists-look-hack-photosynthesis-greener-planet

[6] S. Kosourov, M. Jokel, Eva-Mari Aro, Y. Allahverdiyeva (2018) A new approach for sustained and efficient H2 photoproduction by Chlamydomonas reinhardtii.
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2018/EE/C8EE00054A#!divAbstract

[7] ocean.si.edu. What are fossil fuels?
https://ocean.si.edu/conservation/gulf-oil-spill/what-are-fossil-fuels

[8] M. S. W. Hodgskiss, Peter W. Crockford, Y. Peng, B. A. Wing, T. J. Horner (2019) A productivity collapse to end Earth’s Great Oxidation.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6717284/

Sdílet článek

Nejnovější příspěvky