全球首次！中國将解決糧食問題？合成蛋白質成功，實現萬噸級産能
中國農業科學院飼料研究所10月30日宣布，我國在一碳生物合成領域取得突破性進展：全球首次實現從一氧化碳到蛋白質的合成，并已形成萬噸級工業産能！即将于11月在英國格拉斯哥拉舉行的第26屆聯合國氣候變化大會（COP26）前夕宣布這一突破性發現，其意義之重大，完全可以用氣候劇變中的一抹曙光來形容！
合成蛋白質，到底有多重大的意義？新華社北京9月24日報道，中科院天津工業生物技術研究所在人工合成澱粉方面取得了重大進展，以二氧化碳、電解産生的氫氣為原料，成功生産出澱粉，完全不依賴光合作用，這項技術的進展，各大媒體紛紛以“真可以喝西北風”作為标題，其偉大意義不言而喻。
因為人工合成澱粉的效率可達自然界農業生産方式的8.5倍，1立方米的生物反應容器就可達5畝玉米地的生産水平，未來的農業生産将實現完全的工業化生産，人類第一次站在了“上帝”的角度解決糧食問題。
但在大家紛紛慶祝慶祝中科院科學家的突破性成就之際，有部分人不合時宜地跳出來稱，光合作用仍然無法替代，二氧化碳合成澱粉隻是解決了直鍊和支鍊澱粉，二氧化碳合成澱粉的技術根本就無法解決光合作用。
事實上确實存在這個問題，但在人類第一次超越光合作用合成“糧食的一部分”這個重大意義面前，直接就以出言諷刺的方式調侃二氧化碳合成澱粉技術，就像嘲笑一個嬰兒還無法說話那樣腹黑，注定要被大家口誅筆伐！果然剛出聲就被大夥給罵走了。
合成蛋白質，糧食合成道路上的又一個偉大進步
不是有人說二氧化碳合成澱粉無法代替光合作用麼？這不打臉的來了，中國農業科學院飼料研究所10月30日宣布，“全球首次實現從一氧化碳到蛋白質的合成，并已形成萬噸級工業産能”，這是什麼概念，不僅實現了一氧化碳而成蛋白質，而且還實現了萬噸級工業産能，這要比二氧化碳合成澱粉的技術成熟不知道多少倍。
自然界的光合作用過程非常複雜，植物、藻類等生産者和某些細菌等利用光能把二氧化碳、水或硫化氫變成碳水化合物的過程稱之為光合作用，一般會經曆如下過程：
12H2O +陽光→ 12H2 + 6O2 [光反應]
12H2 (來自光反應) + 6CO2 → C6H12O6 (葡萄糖) + 6H2O [碳反應]
光合作用肯定需要陽光和水以及二氧化碳的參與，其太陽光的利用率大約在3%~6%之間，除了産生碳水化合物，植物葉子的光合作用也能合成類脂、有機酸、氨基酸和蛋白質，其中産生蛋白質比較有意思：
蛋白質合成需要氮的參與，因此氮肥比較高合成蛋白質也比較多，而且植物的幼嫩的葉子中合成蛋白質比例比較高，随着樹葉長大變老，則趨向于合成碳水化合物，另外光照波段也有影響，比如藍紫光下則合成蛋白質比較多，而紅光則趨向于合成碳水化合物。但蛋白質合成過同樣非常複雜：
自然光合作用形成碳水化合物，再經三羧酸循環途徑多個複雜的生物轉換與酶促反應後形成蛋白質合成需要的氨基酸，繼而再合成為蛋白質。涉及副廠複雜的生化合成、生理調控等生命過程，反應緩慢、物質和能量的轉化效率較低，最終積累的蛋白質含量很低。
據項目首席科學家、中國農科院飼料所研究員薛敏博士介紹，在人工條件下，以一氧化碳和氮源（氨）大規模生物合成蛋白質，突破了乙醇梭菌蛋白核心關鍵技術，大幅度提高反應速度（22秒合成），創造了工業化條件下一步生物合成蛋白質收率最高85%的世界紀錄。
效率比天然合成提高幾十倍，直接突破了自然界的禁锢，突破氣候的限制，完全以工業化生産的方式實現了蛋白質合成，實在是無法想象的偉大成就！
氣候劇變的時代，合成糧食是唯一不靠天吃飯的技術10月14日，NOAA宣布2020冬季拉尼娜現象可能性達到了87%，10月22日，國家氣候中心宣布今年冬天拉尼娜年将成定局，很多媒體都在讨論，全球變暖的背景下是地球是否會突然進入小冰期，話題越來越驚悚！
從理論上看，全球變暖将會改變AMOC（大西洋經向環流），它是向北極輸送熱量的重要途徑，其驅動原理則溫鹽環流，也就是溫度和鹽度驅動，冰蓋融化大量淡水進入海洋破壞了平衡，熱量輸送降低，如果再輔以溫帶大規模反氣旋等進入極寒冬季，出現小冰期也就半年時間。
而今年拉尼娜年的極寒冬季也讓大家在讨論《後天》中的現象是否會真的發生！小冰期真的很可怕，它不隻是冷，而是會造成農作物大規模減産，比如1815年坦博拉火山大規模噴發後的1816年被稱為無夏之年。
因為頭一年的火山灰進入了平流層，阻止了陽光到達地面，使得半球很多地區夏季還出現了暴風雪，而且還是暴雪和寒流之後又是35℃以上的高溫，農作物根本無法經受如此折騰，因此當年的美洲、亞洲以及歐洲都出現了不同程度的饑荒，大批民衆死于糧食短缺。
唯一不靠天吃飯的技術，糧食合成
很多科幻片中都有大規模溫室生産糧食的技術，但上文已經說明了，植物的光合作用轉換率理論上也隻能到11%，實際則在6%左右，能源浪費極其嚴重，而且大量的植物莖稈都難以利用，而人工合成完全解決了這個問題。
澱粉合成已經達到了自然界農業生産的8.5倍，蛋白質合成效率則是85%，而且時間縮短到以秒計算，而且澱粉生産居然以溫室氣體二氧化碳為原料，這将有潛力一次性解決全球變暖和糧食問題，而一氧化碳的獲取難度也不高。
人類第一次翻過了自然界這座高山，開始進入人工合成糧食的時代，盡管很多朋友都知道，這碳水化合物以及蛋白質的種類何其多，人類能一一搞定嗎？
就像當年的塑料工業一樣，剛開始不也是無數缺陷麼，但現在塑料已經深入了人類生活的每個方面，雖然它在大家印象中塑料是個禍害，但現代工業還能離開塑料嗎，合成糧食的技術一定會不斷完善與進步。
假如小冰期發生，那麼可耕種糧食作物的将會集中到赤道以及低緯度地區，糧食生産完全不能滿足人類的需要，合成糧食可能将成為人類未來惡劣氣候時代的重要技術。當然它也将在更遙遠未來的星際殖民時代的糧食保證。
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