Imre Vass, reputat cercetător maghiar – unul din primii cinci în lume – în domeniul fotosintezei, a fost prezent săptămâna trecută în România, pentru a stabili detaliile unei colaborări cu Centrul de Cercetări Biologice Jibou.
Alexandru Moldovan
Imre Vass, unul din cei mai mari cercetători mondiali în domeniul fotosintezei, susține că energia solară captată de plante prin fotosinteză este de circa 20 de ori mai mare decât nevoile energetice ale societății noastre actuale, însă posibilitățile actuale de convertire a acesteia în diverse forme de combustibil sunt reduse.
Reputatul om de știință maghiar a vorbit într-un interviu despre cercetările în acest domeniu, fotosinteza artificială și modul în care sursele alternative de energie pot înlocui combustibilii fosili, atrăgând atenția asupra faptului că în fiecare an ardem combustibil fosil produs într-un milion de ani în trecut.
Doctor în științe biologice, Vass se află de 14 ani la conducerea Centrului de Cercetări Biologice din Szeged și de-a lungul carierei sale a lucrat în unele din cele mai avansate laboratoare din Europa în domeniul fotosintezei, din Tokyo, Stockholm, Atena sau Paris. Cercetătorul maghiar este prezent în acest zile în România, pentru stabili modul de aprofundare și direcții concrete de colaborare ale institutului din Szeged cu Centrul de Cercetări Biologice din Jibou și Universitatea Babeș-Bolyai din Cluj Napoca.
Alexandru Moldovan: Care sunt proiectele la care lucrați în prezent la Centrul de Cercetări Biologice din Szeged?
Imre Vass: Unul dintre proiectele principale are legătură cu studierea procesului de fotosinteză și cât de eficiente sunt plantele în conversia energiei luminoase în energie chimică, în compuși, un scop principal a acestui tip de studiu fiind acela de a înțelege cât de rezistente sunt plantele la acțiunea unor factori de stres din mediul natural. Un alt scop este acela de a înțelege capacitatea plantelor de a produce surse alternative de energie regenerabilă, nepoluantă. Pe partea de factori de stres la plante, accentul îl punem pe studiul acțiunii luminii asupra plantelor.
Lumina este necesară în procesul de fotosinteză, dar în cantitate mare lumina are și efecte negative, de inhibare a fotosintezei. Vrem să înțelegem cum se realizează această inhibare și care sunt mecanismele procesului. Mai avem o serie de proiecte legate de înțelegerea modului în care alți factori de mediu, cum ar fi salinitatea și seceta afectează productivitatea plantelor, singuri sau împreună. Este un tip de studiu cu valoare mai mare aplicativă, folosind diferite tipuri de grâu pentru aceste studii.
Tot pe partea aplicativă, există un interes la Szeged pentru a studia fenotipul (particularitățile organismelor care se manifestă în mod vizibil, legate de ereditate și de condițiile de mediu — n.r.) plantelor, studii prin care urmărim modul cum crește o plantă, folosind senzori în lumină vizibilă, în infraroșu, senzori termici. Centrul de cercetări din Szeged are aparatură specială pentru studiul fenotipurilor, noi fiind parte a unei mari rețelei europene, „European plant fenotiping network”, rețea ce își propune facilitarea accesul la acest tip de aparatură și pentru grupurile de cercetare din țările europene învecinate, în așa fel încât să se poată face studiile de caracterizare a plantelor la nivel foarte avansat.
A. M.: Care este scopul vizitei la Jibou? Cum vedeți cercetarea din țara noastră?
I. V.: Unul dintre scopurile vizitei la Jibou este tocmai acesta, de a stabili niște relații de colaborare și a facilita accesul cercetătorilor români la baza materială de la institutul din Szeged, unde atât grupul de la Jibou, cât și un grup de cercetători de la Universitatea Babeș-Bolyai din Cluj Napoca pot face studii pe proiectele pe care le au în derulare. Centrul din Jibou are un proiect în derulare pentru studierea rezistenței la salinitate a unor soiuri locale de roșii, fasole, ceapă și usturoi din zona de vest a României.
Avem o colaborare mai veche cu Cosmin Sicora, care a avut o bursă în grupul de la Szeged condus de mine și a stat șase ani, timp în care și-a dat și doctoratul. În felul acesta am rămas în relații bune și după plecarea lui. Am colaborat cu Cosmin pe partea de studiu a fotosintezei la cianobacterii și discutăm împreună strategii de experimente la nivel de fotosinteză, rezultate, ce pași trebuie făcuți, care se pot face la Szeged, care se pot face la Jibou pentru ca cercetarea să meargă înainte și bineînțeles colaborarea pe partea de studii privind fenotipul, de care menționam anterior. Pe de altă parte, am avut un contact destul de limitat cu mediul de cercetare românesc, dar totuși acum trei ani am făcut parte dintr-un grup internațional de oameni de știință pentru evaluarea institutelor naționale de cercetare românești. Eu am evaluat Institutul Național de Științe Biologice, care are filiale în București, Cluj Napoca, Iași și Piatra Neamț.
A fost evaluată productivitatea științifică, aparatura, dotările și am constat un nivel bun al acestora. Am avut o colaborare și cu Universitatea de Științe Agricole „Banat” din Timișoara, la un proiect de colaborare transfrontalier de caracterizare a diferitelor soiuri de grâu și adaptarea lor la factorii de mediu.
A. M.: Cum apreciați fotosinteza ca sursă alternativă de obținere a energiei?
I. V.: Fotosinteza, ca și proces de fixare a energiei solare pe planetă, există încă de la începutul vieții pe pământ. Practic, fotosinteza este sursa de energie a planetei. Capacitatea este extrem de mare. Energia solară care se captează în procesul de fotosinteză e de circa 20 de ori mai mare decât nevoile energetice ale societății noastre actuale, deci există o disponibilitate energetică majoră. Trebuie doar lucrat la înțelegerea procesului, captarea lui și folosirea lui în interesul omului.
Și aici s-au făcut deja pași importanți. În țări precum Brazilia o mare parte din combustibilii folosiți se obțin din trestia de zahăr sub formă de bioetanol, la fel în Statele Unite porumbul este folosit pentru producția de bioetanol. Sunt deja câteva exemple foarte bune. Importantă este până la urmă eficiența cu care se face convertirea acestei energii solare în procesul de fotosinteză. Una dintre plantele cele mai eficiente este trestia de zahăr, care are o rată de conversie de 1%, ca o medie anuală, deși teoretic se poate ajunge până la 30%.
Există loc pentru optimizarea fenomenului în sine și, de aceea, se și lucrează și se cercetează în acest domeniu. Problema este alegerea pe care trebuie să o facă societate între folosirea plantelor ca sursă de hrană și folosirea lor ca sursă de energie. În Brazilia, circa 10% din terenul arabil este folosit pentru producția de trestie de zahăr, obținând bioetanolul pentru mașinile pe care le au. În Europa, într-o zonă temperată, cum suntem noi, am avea nevoie de spații mult mai mari.
A. M.: CCB Jibou are un proiect privind studiul fotosintezei la cianobacterii. Cum ar putea fi folosite cianobacteriile sau algele ca și sursă de energie?
I. V.: Într-adevăr, microalgele, algele verzi și cianobacteriile au o eficiență energetică mai mare. Ele cresc în mare și nu mai există competiția aceasta cu terenul agricol terestru. Problemele care trebuie rezolvate și care cer mai multă cercetare în domeniu sunt faptul că trebuie să crești cantități mari de asemenea alge și nu avem experiență ca și societate, în acest domeniu — plante creștem de zeci de mii de ani, alge creștem de 10-15 ani, iar mai apoi să menținem aceste culturi libere de contaminări.
Altă problemă este faptul că se generează o cantitate mare de biomasă, din care partea lipidică a lor, până la 20%, poate fi folosită pentru obținerea de biodisel, dar rămâne 80%. Una dintre soluții ar fi să nu consumi biomasa, ci să ai niște bioreactoare în care ele să producă hidrogen sau alți compuși volatili iar tu să ai același număr de celule care să producă gaze ce pot fi utilizate ca și combustibil, fără o cantitate mare de biomasă.
A. M.: Ar putea deveni fotosinteza principala modalitate de obținere a energiei, în viitor?
I. V.: Fotosinteza a creat toate sursele de energie pe planetă, cu excepția celei nucleare, fiind metoda de fixare a energiei solare din cele mai vechi timpuri. Și combustibilii fosili actuali — petrol, gaze, cărbune sunt creați tot prin fotosinteză de către plante, doar că s-au format în sute de milioane de ani. Există estimări că actualmente, în fiecare an, ardem combustibil fosil produs într-un milion de ani în trecut. În felul acesta, rezervele noastre de combustibili fosili sunt limitate și trebuie să găsim surse alternative.
Pentru viitor, nu cred că fotosinteza poate fi unica soluție pentru producerea întregii energii de care avem nevoie, datorită competiției cu hrana — asta fără o soluție completă a unei producții de masă în ocean, dar există deja o contribuție importantă. De exemplu, țările nordice precum Finlanda, Suedia, Canada, cu suprafețe mari de pădure, circa 20% este energie regenerabilă, produsă prin arderea lemnului. Este însă vorba de specii de arbori cu creștere rapidă. Pe de altă parte, sunt proiecte de producere artificială a fotosintezei, fără plante, preluând doar principiile fotosintezei de la plante și construind dispozitive artificiale. Este un lucru promițător, dar este încă o cale lungă. Există sisteme care pot diviza apa sau produce hidrogen în mod artificial, bazându-se pe principiile fotosintezei. Poate fi o soluție, dar suntem departe de trecerea către cercetarea aplicativă. Mai este nevoie de cercetare fundamentală.
Sentimentul meu este că pe viitor fotosinteza poate avea o contribuție importantă, dar nu poate înlocui complet toate celelalte forme de producere a energiei. Fotosinteza are potențialul de a deveni un contributor major.
