Creșterea prețurilor la gaz și o populație panda periculoasă la nivel mondial - ce se întâmplă dacă cineva vă spunea că în curând putem avea o soluție pentru ambele probleme? Dacă vi se pare prea bine să fie adevărat, gândiți-vă din nou; oamenii de știință de la Universitatea de Stat din Mississippi efectuează cercetări cu privire la fezabilitatea utilizării pandurilor pentru a ajuta la rezolvarea problemelor noastre de biocombustibil, un pas care ar putea duce la o creștere a eforturilor de conservare și la scăderea cheltuielilor cu combustibilul. Secretul soluției? Este totul în poiana panda.
Continut Asemanator
- Oamenii de știință construiesc un cromozom cu drojdie de la Scratch. Urmatorul? Genomii proiectanți
Când vine vorba de biocombustibili, piața este dominată de un singur cuvânt: etanol, un biocombustibil obținut din porumb. Deși etanolul este cel mai utilizat biocombustibil, nu este neapărat prezentat ca un înlocuitor perfect pentru combustibilii fosili - de fapt, beneficiile etanolului au fost dezbătute fierbinte de la crearea sa.
Dezbaterea este puțin așa: pentru a umple rezervorul unui SUV cu combustibil cu etanol, trebuie să utilizați suficientă porumb pentru a alimenta o singură persoană pentru un an întreg. O lucrare din 2012 publicată de New England Complex Systems Institute citează etanolul ca motiv al creșterii prețului culturilor începând cu 2005. Și chiar grupurile ecologiste evită etanolul, citând cantitățile masive de combustibil fosil necesar pentru a face porumbul un produs biocombustibil utilizabil și înclinația companiilor de a cumpăra terenuri în țările în curs de dezvoltare pentru a crește biocombustibilul profitabil, mai degrabă decât alimente destinate consumului local.
Ashli Brown, cercetătoare la Universitatea de Stat din Mississippi, crede că a găsit răspunsul la acest conundru alternativ de combustibil. Prin prelevarea de subproduse de porumb - cojile, tulpinile și învelișul - etanol ar putea fi creat fără să se scufunde în părțile comestibile ale porumbului, reducând șansa unei deficiențe alimentare și a creșterii prețurilor. Problema este că pentru a descompune aceste materiale, care sunt extrem de bogate în lignoceluloză, sau substanțe vegetale uscate, este necesar un proces special de pretratare. Procesul este extrem de costisitor și nu este foarte eficient din punct de vedere al timpului, folosind temperaturi ridicate, presiuni ridicate și acid pentru a descompune materia vegetală uscată înainte de a deveni etanol. Pentru a evita această problemă, Brown și alți cercetători au căutat o soluție naturală - bacterii, care ar putea ajuta la descompunerea materialului cu lignoceluloză.
Companiile de biocombustibili caută o metodă naturală de a descompune materialele vegetale de ceva vreme; până acum, termitele au fost preferate pentru mestecarea materialului lemnos. Dar se dovedește că ar putea exista un animal mai bun - și cuter - care poate ajuta la producerea de biocombustibil. Intestinele pandelor sunt remarcabil de scurte, un atribut fizic ceea ce înseamnă că intestinele lor au ajuns să conțină bacterii cu enzime neobișnuit de puternice pentru a-și descompune dieta lemnoasă de bambus într-un timp scurt.
„Timpul de la mâncare până la defecare este relativ scurt în panda, astfel încât microbii lor trebuie să fie foarte eficienți pentru a obține valoare nutrițională din bambus”, a spus Brown, cercetătorul care conduce această lucrare. „Și eficiența este esențială când vine vorba de producția de biocombustibili - de aceea ne-am concentrat asupra microbilor din panda uriașă.”
Studiul a început în urmă cu mai bine de doi ani, când Brown și o echipă de cercetători au început să se uite la fecalele panda. În 2011, aceștia au identificat că acești microbi super-digerați sunt prezenți în materiile fecale panda, dar au trebuit să precizeze încă tipul și cantitatea de microbi prezenți pana acum. Utilizând cocoșul de la doi panda gigant - Ya Ya și Le Le din Zoo Memphis – Brown și echipa ei au efectuat secvențiere ADN pe microbi în probele lor , identificând peste 40 de microbi din fecalele panda care ar putea fi utile pentru descompunerea și crearea de biocombustibili.
Pentru a crește acești microbi la scară industrială, Brown consideră că oamenii de știință ar putea pune genele care produc acele enzime în drojdii - aceste drojdii ar putea fi apoi produse în masă și recoltate pentru producția de biocombustibili. Procesul ar merge așa ceva: gropi mari de coajă de porumb, pui de porumb, așchii de lemn și alte forme de material fibros aruncat sunt acoperite cu drojdiile modificate genetic. Pe măsură ce microbii digerează substanțe lemnoase, acestea îl transformă rapid în zahăr, care ar urma să fie lăsat să fermenteze. În timp și după filtrarea solidelor și a excesului de apă, ați avea etanol, distilat din deșeurile lemnoase.
Pandanele nu sunt singurul animal care subzistă pe o dietă ierboasă, dar fiziologia lor le face un candidat unic pentru descompunerea subproduselor vegetale într-un mod hiper-eficient. Pandasii au aceeași cale digestivă ca orice alt urs; spre deosebire de vaci sau alte erbivore, panda nu are un stomac suplimentar în care materialul lignocelulostic dur este pretratat înainte de a fi digerat. În schimb, au sistemul intestinal al unui carnivor și totuși reușesc să extragă suficienți nutrienți din dieta lor erbacee pentru a supraviețui.
„Deoarece timpul lor de păstrare este foarte scurt - mănâncă în permanență și cântă în mod constant - pentru a obține materialul pentru nutriție, trebuie să fie foarte repede la descompunerea și extragerea zaharurilor”, a explicat Brown. „Mulți microbi produc celuloze care descompun biomasă lignocelulostică, dar este vorba despre cât de eficient sau cât de eficient o fac.” Când vine vorba de un panda, observă Brown, microbii lor sunt unii dintre cei mai eficienți oameni de știință care au văzut la descompunerea materialului lemnos a unei plante.
Și Brown consideră că folosirea pandurilor pentru cocoșul lor ar putea duce la o economie mai mult decât mai ecologică: ar putea duce, de asemenea, la o conservare crescută a animalelor, care și-au văzut numărul în sălbăticie, până la 1.600 periculoase (deși a existat recent noroc cu crescând panda în captivitate, ca noul panda pentru copii la Zoo Națională). „Aceste studii ne ajută, de asemenea, să aflăm mai multe despre acest sistem digestiv al animalelor pe cale de dispariție și microbii care trăiesc în el, ceea ce este important pentru că majoritatea pandelor bolilor afectează intestinele lor”, a spus Brown.
Brown observă că, dacă panda devine valoros pentru piață din mai multe motive decât comportamentul său incredibil de adorabil, s-ar putea să facă pași mai mari spre conservare - o mișcare care ar putea fi reciproc avantajoasă atât pentru panduri cât și pentru oameni. ”Este uimitor că aici avem un pericol specii care sunt aproape dispărute de pe planetă, dar încă mai avem atât de multe de învățat din ea. Aceasta subliniază importanța salvării animalelor pe cale de dispariție și amenințate ”, a spus ea. „Ne face să ne gândim - poate că aceste animale pe cale de dispariție au rezultate benefice la care nici măcar nu ne-am gândit.”
