Dyrkning af en bedre tang for at give næring til fremtiden

"Tretten komma to." En videnskabsmand kalder målingen; en anden skriver det ned i sit datablad. Det er varmt og indelukket i laboratoriet, og den skarpe lugt af tang er uundgåelig, mens holdet sidder i timevis ved et sort bord og måler blade af sukkertang - brunlige tang, der ligner overdimensionerede skiver bacon.

"Ni komma fire." Endnu en dataindtastning.

Ved at bruge en blanding af linealer, skydelære, og målebånd, et dusin videnskabsmænd – en taskforce for tangvidenskab – er ved at dimensionere tusindvis af individuelle tangblade, der for nylig er høstet fra en forskningsfarm i New England for at finde de bedste prøver til selektiv avl. Det er en lang, krævende proces, men for Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) biolog Scott Lindell, det er et vigtigt skridt i retning af at gøre havets afgrøde til en global energikilde for fremtiden.

"Dette er banebrydende arbejde, da det er første gang i Nordamerika, at nogen har fænotype, eller målt mange træk, i en tangafgrøde - noget vi tager for givet med landbaseret landbrug, " sagde Lindell.

Stort biobrændstofpotentiale

Arbejdet vil gøre det muligt for forskerne at avle bedre tang-stammer, der kan tolerere de barske offshore-forhold, som de vil blive dyrket under. Det amerikanske energiministeriums (DOE) Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) finansierer forskningen, som led i en bredere indsats med det formål at fremme masseproduktionen af ​​tang til biobrændstoffer. Ideen er enkel:Dyrk tang i stor skala i offshore-farme og forvandl det til biobrændstoffer, der en dag kan drive millioner af hjem og biler.

For at maksimere afgrøden, Lindell, sammen med kolleger fra University of Connecticut (UConn) Stamford, USDA Agriculture Service hos Cornell, og havbrugeruddannelse non-profit GreenWave, har udviklet et tang avlsprogram designet til at producere stammer, der ikke kun er mere modstandsdygtige over for elementerne, men dem, der giver 30 procent mere end vild tang i løbet af projektets levetid. Det her, ifølge UConn tangforsker Schery Umanzor, det er her de kedelige målinger spiller ind.

"Vi gør præcis, hvad traditionelt landbrug har gjort i 10, 000 år, kun i dette tilfælde arbejder vi med planter fra havet, " sagde hun. "Når vi måler hvert blad, vi leder efter dem med korte stilke eller "stipes" og slanke blade, der er omtrent på bredden af ​​et taljebælte, hvilket gør vingerne mere strømlinede og mindre tilbøjelige til at knække i turbulent vand. Vi leder også efter tunge vinger med god biomasse."

At finde det bedste fra flokken er kun det første skridt. Næste, forskerne vil udvinde sporer fra de optimale strenge, kombinere dem med hundredvis af andre i en frøbank hos WHOI og UConn, og genotyp dem for at bestemme forskelle i deres genetiske sammensætning, før de krydser dem for at producere en anden generation. De nye stammer vil blive plantet på linjer i offshore farme omkring New England i oktober.

Seje arter, opvarmende hav

Hvis tingene går efter planen, tangen høstet i foråret 2020 skal være større, hjerteligere, og mere rigelige end forældreplanterne - hvilket bringer holdet et skridt tættere på at avle den "ideelle" tang til at skabe biobrændstof. Men Lindell påpeger, at tang er en kølig vandart, og opvarmning af havtemperaturer kan have en negativ effekt på udbyttet.

"Når havet fortsætter med at varme op, det øger antallet af organismer, der besmitter og fortærer tangbladene og fører til deres tilbagegang, " sagde han. "Vi har allerede set tangsenge blive tyndere i nogle dele af New England, og i nogle tilfælde, vi ser ikke længere tang på steder, hvor den plejede at vokse. Opvarmning betyder også, at der er en kortere sæson for landbrug, hvilket i sidste ende påvirker mængden, der kan dyrkes og høstes."

På bagsiden, tangfarme kan spille en rolle i kampen mod den globale opvarmning. De fungerer som en kulstofdræn ved at suge enorme mængder opløst kuldioxid op fra havene. I processen, tang kan også hæve pH-niveauer i deres umiddelbare omgivelser og levere ilt for at hjælpe med at afbøde lokale virkninger af havforsuring. Og, da tang kan omdannes til nye brændstofkilder, det har potentialet til at reducere drivhusgasser og vores afhængighed af fossile brændstoffer - et af hovedmålene med programmet til at begynde med.

Morgendagens energi

De potentielle fordele er klare, men kan vi dyrke nok tang til at brænde vores fremtid?

"Ocean farmere lever i øjeblikket godt af at sælge tang for at levere en ny kulinarisk trend, " sagde Lindell. "Men efterhånden som industrien vokser og bliver mere effektiv ved at bruge værktøjerne udviklet af DOE og anden finansieret forskning, produktionsomkostningerne for tang vil sandsynligvis falde i de kommende årtier. Det er mere miljømæssigt bæredygtigt og vil blive mere konkurrencedygtigt end andre biobrændstoffer og fossile brændstoffer."

"I en varmere og mere tør verden i fremtiden, " tilføjer han, "det vil være svært at finde en bedre ressource til biobrændstoffer end opdrættede tang, der ikke kræver dyrkbar jord, intet ferskvand, og ingen gødning afledt af fossilt brændstof i modsætning til moderne landafgrøder."