Selvom ingeniører vil fange CO2, er det stadig naturen, der skaber samfundets vigtigste valuta

Gennem fotosyntese omdanner planter solens energi til en form, som levende organismer kan anvende.

"Opfindelsen" af fotosyntese har muligvis været evolutionens største bedrift.

I modsætningen til mange andre af naturens nyttige opfindelser blev fotosyntese kun opfundet én gang. Det, vi kender som en hånd, er omvendt blevet opfundet rigtig mange gange i evolutionen.

Det fortæller os, at selv om fotosyntese var en meget nyttig opfindelse, var det også "sværere" at opfinde. Det forklarer muligvis også, hvorfor det endnu ikke er lykkedes for ingeniører at efterligne naturen og lave "kunstig" fotosyntese.  

Ved fotosyntese "fanger" planter CO2 fra atmosfæren, for derefter at omdanne den til sukker og andre livgivende stoffer.

Lige nu arbejder ingeniørerne - uden synderligt held i øvrigt - verden over for at finde en lønsom metode, hvorved vi mennesker kan blot efterabe den første reaktion i fotosyntese, det vil sige at "fange" CO2 i atmosfæren.  

Der er et markant behov for innovation, der fremmer fotosyntese på steder, hvor den ikke naturligt sker.

Katherine Richardson
Professor i biologisk oceanografi

Da fotosyntesen opstod, blev vores økosystem ændret for evigt. Ilt er et biprodukt af fotosyntese, og da ilt var giftig for mange af de dalevende organismer, forårsagede fotosyntesen massedød på Jorden.

Men iltens tilstedeværelse i atmosfæren gav omvendt også muligheder for, at andre og større dyr, herunder os mennesker, kunne udvikle sig.

At der kom ilt i atmosfæren, gjorde det også muligt for et ozonlag at danne sig rundt om Jorden, som blokerede for solens farlige ultraviolette stråler.

Indtil, der var et ozonlag, kunne langt de fleste dyr kun eksistere i havet, hvor vandet filtrerede solens farlige stråler fra.

På den måde kan man sige, at fotosyntesens opståen gjorde det muligt for organismer som os overhovedet at eksistere på landjorden.

Fordi fotosyntese omdanner solens stråler til en energiform, der kan bruges af andre levende væsener, er stort set alt liv på Jorden afhængigt af den.

Det betyder, at mængden af fotosyntese, der findes på Jorden, sætter en naturlig begrænsning for, hvor meget liv, der overhovedet kan være til stede.

Mængden af fotosyntese har varieret gennem Jordens historie, da adgang til den mængde CO2, lys, vand og næring, der kræves for at lave fotosyntese har varieret.

Men miljøforholdene på Jorden har været meget stabile de sidste cirka 12.000 år, den såkaldte Holocæne periode i Jordens historie, hvorfor mængden af fotosyntese, der udføres hvert år, var tilsvarende stabil indtil den industrielle revolution indtraf. 

Raten af fotosyntese er faktisk steget siden den industrielle revolution, fordi vi har øget koncentrationen af CO2 i atmosfæren.

Her er det øgede optag af CO2 fra atmosfæren Jordsystemets forsøg på at modvirke klimaforandringer. Derfor burde vi værne om, og ikke høste, plantemateriale, biomasse, dannet som følge af den øget koncentration af CO2 i atmosfæren.

For når vi høster og forbruger biomasse, omdanner vi det som regel igen til CO2, som udledes tilbage til atmosfæren. På den måde "mister" vi vores økosystems indbyggede buffer mod klimaforandringer forårsaget af den forhøjede CO2-koncentration i atmosfæren.

Samtidig med, at vi har øget mængden af CO2 i atmosfæren siden den industrielle revolution, har vi, med vores udbygning af infrastruktur, også mindsket den areal, hvorpå fotosyntese kan finde sted.

Vi har også fjernet den vilde natur, hvor den fotosyntese, som alle andre organismer end mennesker er afhængige af, fandt sted, og erstattet den med produktionsskov og landbrug.

Vi er ikke lige så kloge som planterne. Vi kan ikke lave fotosyntese.

Katherine Richardson
Professor i biologisk oceanografi

Sidstnævnte kan ses som fotosyntese rettet alene mod vores egne ernæring, og landbrug dækker nu cirka en tredjedel af Jordens isfrie landarealer.

Alene foderproduktion og græsningsarealer til understøttelse af vores kødforbrug fylder et areal, der svarer til det sammenlagte areal af Nord- og Sydamerika. 

Resultatet af vores aktiviteter er, at vi nu har fjernet, eller overtaget til vores eget formål, cirka en tredjedel af den energi fra fotosyntesen, som naturen havde til rådighed, inden den industrielle revolution.

Det er en stor drivkræft i det globale tab af biodiversitet, og der er som reaktion et stigende fokus i de internationale aftaler samt EU-lovgivning på, at biodiversitetstabet kun kan standses ved at der afsættes arealer, hvor naturen alene kan råde.

Samtidigt er det store mantra nu, at vores samfund skal omdannes til en "bio-økonomi".

Faktisk betyder vores afhængighed af fotosyntese, at vi altid har haft en bio-økonomi.

Den kul, olie og gas, som vi nu forsøger at komme væk fra ved at skabe en såkaldt bio-økonomi, blev også dannet af fotosyntetiske produkter.

Imidlertid har vi nu indset, at forbruget af fotosyntetiske produkter, der blev dannet for mere end 100 millioner år siden, giver uønskede ændringer i vores økosystem, hvorfor vi nu ønsker kun at anvende fotosyntetiske produkter, der dannes i nutid.

Det giver en væsentlig øget efterspørgsel for biomasse til mange formål.  

Da mængden af jordareal er begrænset, er mængden af fotosyntetiske produkter, der kan høstes fra landjorden, også begrænset.

Både vi, og alle andre levende organismer, har behov for dem, og vi kan ikke overholde de internationale konventioner samt EU-lovgivning om biodiversitetsbeskyttelse og samtidig øge vores høst af fotosyntetiske produkter fra landjorden.

Fotosyntetiske produkter er egentlig samfundets vigtigste valuta.

Katherine Richardson
Professor i biologisk oceanografi

Der er derfor et markant behov for innovation, der fremmer fotosyntese på steder, hvor den ikke naturligt sker.

Vi er ikke lige så kloge som planterne. Vi kan ikke lave fotosyntese. Men vi er kloge nok til at hjælpe planterne med at udføre fotosyntese på nye steder.

Der kan være tale om bioreaktorer eller på etableret infrastruktur. Personligt tror jeg også på potentialet ved tangproduktion ved havets overflade, da havet trods alt dækker 71 procent af klodens overflade. 

På dansk sætter vi lighedstegn mellem fødevareproduktion og brug af land eller brug af jord, men fotosyntetiske produkter dannet andre steder end i eller på jorden kan sagtens udgøre fødevarer for både mennesker og dyr.

Endelig skal vi selvfølgelig sikre, at vi forbruger fotosyntetiske produkter så effektivt som overhovedet muligt.

Vi skal for det første dække en større andel af vores næring fra planteproteiner fremfor at bruge enorme mængder af planteproteiner til at fodre dyr.

En dag bliver vi forhåbentlig lige så kloge som planter, og vil kunne lave fotosyntese selv.

Katherine Richardson
Professor i biologisk oceanografi

Derudover skal vi brænde mindre biomasse af.

Når vi lader biomassen gå op i røg, går vi nemlig glip af alle de vigtige stoffer, der blev dannet af fotosyntese.

På samme måde som vi raffinerer olie for at genvinde stoffer, dannede af fortidens fotosyntese kan vi sagtens raffinere fotosyntetiske produkter dannet i nutid. Et spændende forsøg er allerede i gang i Danmark, hvor græs raffineres til at danne dyrefoder.

Fotosyntetiske produkter er egentlig samfundets vigtigste valuta. I årevis har vi levet efter mantraet "omkostningseffektivitet", og intet sted er det vigtigere, end når vi taler fotosyntetiske produkter.

En dag bliver vi forhåbentlig lige så kloge som planter, og vil kunne lave fotosyntese selv. Indtil da er vi nødt til at samarbejde med naturen og respektere Jordens økosystem, for at holde vores samfund i gang.