Maailma kaipaa kipeästi uusia tapoja tuottaa ruokaa. Ilmastonmuutoksen aiheuttamista ruuantuotannon ongelmista kärsivät erityisesti kehitysmaat, joissa äärimmäiset sääilmiöt, kuivuus, kuumuus ja tulvat vaikeuttavat kasvien viljelyä jo nyt.

Yksi keino voisi olla fotosynteesin eli yhteyttämisen tehostaminen, sanoo molekulaarisen kasvibiologian dosentti Mikko Tikkanen Turun yliopistosta.

Turussa on yksi maailman fotosynteesitutkimuksen tärkeimmistä keskuksista. Tikkanen on mukana juuri alkaneessa tutkimusprojektissa, jossa sovelletaan fotosynteesitutkimusta keinovalolla tapahtuvan viljelyn energiatehokkuuden parantamiseksi.

Fotosynteesi eli yhteyttäminen tarkoittaa prosessia, jossa auringonvalo muuntuu kemialliseksi energiaksi. Fotosynteesi saa kasvit kasvamaan. Prosessin tehostaminen keinotekoisesti rivakoittaisi kasvua, tuottaisi siis enemmän ruokaa nopeammin.

Projektin tutkijat selvittävät muun muassa resursseja säästävän kerrosviljelyn keinoja. Sisätiloissa kasvuolosuhteet voisi optimoida ja valoa tuottaa vain sen verran kuin kasvit tarvitsevat, jolloin säästyisi energiaa, maapinta-alaa ja kasteluvettä.

”Fotosynteesitutkimuksessa kyse on maapallon elämän mahdollistavan reaktion tutkimisesta. Kaikki biologisissa systeemeissä kulkeva aine ja energia on fotosynteesin tuotetta,” Tikkanen muistuttaa.

Nykyinen tuotantotapa ei ole kestävä

Ruuantuotannon ongelmat ovat olleet tiedossa jo pitkään. Ilmastonmuutos vaikeuttaa jo nyt viljelyä globaalissa etelässä, ja väestönkasvun vuoksi viljelysmaa on loppumassa. Kaupungistumisen kiihtyessä maalta kaupunkeihin muuttavat ihmiset eivät voi enää nojata omavaraistalouteen ja -viljelyyn.

Viljelymaasta noin kaksi kolmasosaa käytetään karjan rehun viljelyyn. Vaikka kasvisruoka on noussut länsimaissa trendiksi viime vuosina, lihankulutus kasvaa yhä.

Maatalous on riippuvaista fossiilisesta energiasta, ja nykyiseen tuotantotapaan liittyy myös muunlaisia eettisiä kysymyksiä. Maailman suurimmilla kasviviljelmillä, kuten Etelä-Euroopassa, käytetään työntekijöinä usein siirtolaisia, jotka elävät orjuuden kaltaisissa olosuhteissa.

Tarvittaisiin siis uusia ja tehokkaampia ruuantuotantomenetelmiä.  

”Maailmalla yritetään parhaillaan kehittää kuivuutta paremmin kestäviä kasveja ja tehokkaammin vähiä resursseja hyödyntäviä kasveja, mutta perinteisen kasvinjalostuksen rajat on saavutettu eikä uuteen tutkimukseen ole panostettu riittävästi,” sanoo Tikkanen.

Perustutkimukselle kaivataan rahoittajia

Tikkasen mukaan kasvitutkimukseen ei investoida riittävästi, sillä ongelmat koskevat lähinnä etelän kehitysmaita, eivät pohjoisen rikkaita maita. Nykyisillä ennusteilla ruuantuotanto käy mahdottomaksi Alppien eteläpuolisilla alueilla vuoden 2050 jälkeen, hän muistuttaa.

”Ilmastonmuutos ei uhkaa samalla tavalla länsimaiden ruokaturvallisuutta. Esimerkiksi Suomessa se saattaa jopa hyödyttää ruuantuotantoa, vaikka tuholaisia voi toki tulla enemmän. Länsimaissa suljetaan silmät siltä, mitä seuraavien sukupolvien aikana tulee tapahtumaan etelässä.”

Tikkasen mukaan fotosynteesin tunteminen olisi ihmiskunnan tulevaisuuden kannalta ehdottoman tärkeää. Rahoituksen saaminen perustutkimukselle on nykyään kuitenkin vaikeaa, sillä isoja rahoittajia kiinnostavat nopeat voitot. Esimerkiksi kannabisteollisuus on räjähdysmäisessä kasvussa Yhdysvalloissa, Kanadassa ja Hollannissa, ja siihen panostetaan valtavia summia.

”Rahoittajien houkuttelemiseksi tutkimusta pitää nykyään mainostaa lyhyen tähtäimen tuotteistettavuuden ja yhteiskunnallisen vaikuttavuuden kautta. Perustutkimusta taas voidaan soveltaa vasta pitkän ajan kuluttua, kun ymmärrystä on kertynyt riittävästi.”

Biotalous pelastajana?

Ruuantuotannon ongelmien mittakaava on valtava, ja nykyiset toimet ovat Tikkasen mukaan riittämättömiä.

”Viimeisten sadan vuoden ajan on levinnyt ajattelutapa, jonka mukaan maapallon energiareservi on rajaton ja voimme kuluttaa niin paljon kuin haluamme. Näin ei ole.”

Yksi ratkaisu olisi biotalouteen siirtyminen, jos löytyisi riittävästi tahtoa vähentää kulutusta huomattavasti nykyisestä. Siinä kaikki energia tuotettaisiin uusiutuvista lähteistä, käytössä olisivat täysin biopohjaiset tuotteet ja kaikki materiaali kierrätettäisiin.

Suomen poliittisessa kielessä termi on liitetty lähinnä biopolttoaineisiin, jotka eivät ole Tikkasen mielestä järkevä ratkaisu. Metsistä olisi enemmän hyötyä hiilinieluna.

”Biotaloudessa ihminen siirtyisi takaisin osaksi luonnon kiertokulkua sen sijaan, että käytetään valtavia määriä öljyä ja kivihiiltä, kaivetaan maasta raaka-aineita ja tehdään niistä tuotteita, joille on keinotekoisesti luotu kysyntä. Biotalouden resurssit riittäisivät tällä hetkellä kuitenkin korkeintaan muutamaan prosenttiin nykyjärjestelmän tarpeista.”