Naraščajoče cene plina in nevarno nizka populacija pande - kaj pa če bi vam kdo rekel, da bomo kmalu lahko rešili obe težavi? Če se vam zdi preveč dobro, da bi bilo res, premislite še enkrat; znanstveniki z državne univerze v Mississippiju izvajajo raziskave o izvedljivosti uporabe pand, da bi pomagali rešiti naše težave z biogorivi, kar bi lahko vodilo do zaostrenih prizadevanj za ohranjanje in zmanjšanja stroškov goriva. Skrivnost rešitve? Vse je v pandi popu.
Sorodne vsebine
- Znanstveniki gradijo kromosom kvasovk iz nič. Naprej? Oblikovalci genomov
Kar zadeva biogoriva, na trgu prevladuje ena beseda: etanol, biogorivo iz koruze. Čeprav je etanol najpogosteje uporabljeno biogorivo, ga ni nujno, da je to popoln nadomestek za fosilna goriva - pravzaprav je o koristnosti etanola že od nastanka zelo razpravljalo.
V razpravi gre nekako takole: če želite napolniti rezervoar SUV z gorivom etanola, morate porabiti dovolj koruze, da nahranite eno osebo za celo leto. Dokument iz leta 2012, ki ga je objavil New England Complex Systems Institute, navaja etanol kot razlog za naraščanje cen pridelkov od leta 2005. In celo okoljske skupine se izogibajo etanola, pri čemer navajajo ogromne količine fosilnih goriv, potrebnih za to, da koruza postane uporaben proizvod za biogoriva in nagnjenost podjetij k odkupu zemljišč v državah v razvoju za gojenje donosnega biogoriva in ne hrane za lokalno porabo.
Ashli Brown, raziskovalka na državni univerzi v Mississippiju, meni, da je našla odgovor na to alternativno gorivo. Z uživanjem koruznih stranskih proizvodov - lupin, je mogoče ustvariti stebla in storže - etanol, ne da bi se potopili v užitne dele koruze, kar bi zmanjšalo možnost pomanjkanja hrane in povišanja cen. Vprašanje je, da je za razgradnjo teh materialov, ki imajo izredno veliko lignoceluloze ali suhe rastlinske snovi, potreben poseben postopek predhodne obdelave. Postopek je izredno drag in ni zelo časovno učinkovit, saj z visokimi temperaturami, visokimi pritiski in kislino razgradi suho rastlinsko snov, preden lahko postane etanol. Za izogibanje tej težavi so Brown in drugi raziskovalci iskali naravno rešitev - bakterije, ki bi lahko pomagale pri razgradnji materiala lignoceluloze.
Podjetja za biogoriva že nekaj časa iščejo naravno metodo za razgradnjo rastlinskega materiala; doslej so bili termiti najljubši pri žvečenju lesenega materiala. Vendar se izkaže, da lahko obstaja boljša in lepša žival, ki lahko pomaga pri proizvodnji biogoriv. Črevesje pand je izjemno kratko, kar je fizični atribut, kar pomeni, da je njihovo črevesje v kratkem času vsebovalo bakterije z nenavadno močnimi encimi, s katerimi so lahko le-ti razgradili svojo lesno prehrano bambusa.
"Čas od prehranjevanja do defekacije je v pandi razmeroma kratek, zato morajo biti njihovi mikrobi zelo učinkoviti, da iz bambusa pridobijo hranilno vrednost, " je dejal Brown, raziskovalec dela. "In učinkovitost pri proizvodnji biogoriv je ključna - zato smo se osredotočili na mikrobe v velikanski pandi."
Študija se je začela pred več kot dvema letoma, ko sta Brown in skupina raziskovalcev začela gledati iztrebke pande. Leta 2011 so ugotovili, ali so ti prebavljivi mikrobi prisotni v blatu pande, vendar še niso morali določiti vrste in količine prisotnih mikrobov do zdaj. S pomočjo popa iz dveh velikanskih pand - Ya Ya in Le Le v Memphis Zoo - Brown in njena ekipa sta v svojih vzorcih izvedla sekvenciranje DNK na mikrobih, pri čemer so identificirali več kot 40 mikrobov v blatu pande, ki bi lahko koristili za razpad in ustvarjanje biogoriva.
Brown verjame, da bi lahko gojili te mikrobe v industrijskem merilu, gene, ki proizvajajo te encime, dali v kvasovke - te kvasovke bi lahko nato množično in pridelali za proizvodnjo biogoriv. Postopek bi šel nekako takole: z gensko spremenjenimi kvasovkami so pokrite velike jame koruzne lupine, koruzne storže, lesne sekance in druge oblike zavrženega vlaknastega materiala. Ker mikrobi prebavijo lesnate snovi, jih hitro pretvorijo v sladkor, ki bi ga nato lahko fermentiral. Sčasoma in po filtriranju trdnih snovi in morebitne odvečne vode bi dobili etanol, destiliran iz lesnih odpadnih proizvodov.
Pande niso edina žival, ki preživi na travnati prehrani, vendar je njihova fiziologija edinstven kandidat za razgradnjo rastlinskih stranskih proizvodov na hiper učinkovit način. Pande imajo enako prebavno sled kot katerikoli drug medved; za razliko od krav ali drugih rastlinojedih rastlin pande nimajo dodatnega želodca, kjer se trdi lignocelulostični material pred obdelavo pred obdelavo predela. Namesto tega imajo črevesni sistem mesojedca in kljub temu uspejo iz svoje zelnate prehrane izvleči dovolj hranilnih snovi, da preživijo.
"Ker je njihov čas zadrževanja zelo kratek - nenehno jedo in nenehno pijejo, da bi lahko dobil material za prehrano, ga morajo zelo hitro razgraditi in izločiti sladkorje, " je pojasnil Brown. "Številni mikrobi proizvajajo celuloze, ki razgrajujejo lignocelulozno biomaso, vendar gre za to, kako učinkovito ali kako učinkovito to počnejo." Ko gre za pando, ugotavlja Brown, so njihovi mikrobi nekateri najbolj učinkoviti znanstveniki, ki so jih videli pri razgradnji lesnega materiala rastline.
In Brown meni, da bi lahko uporaba pand za svoje mladiče privedla do bolj zelenega gospodarstva: lahko bi privedla tudi do večjega ohranjanja živali, ki so v divjini opazile, da je njihovo število padlo na nevarnih 1600 (čeprav je v zadnjem času sreča plemenske pande v ujetništvu, kot nova otroška panda v Nacionalnem živalskem vrtu). "Te študije nam pomagajo izvedeti tudi več o prebavnem sistemu te ogrožene živali in o mikrobih, ki živijo v njej, kar je pomembno, ker večina bolezni, ki jih povzročajo pande, vpliva na črevesje, " je dejal Brown.
Brown ugotavlja, da če panda postane na trgu dragocena iz več razlogov, kot je njen čudovit način obnašanja, bi lahko spodbudili večje korake v smeri ohranjanja - korak, ki bi lahko bil obojestransko koristen tako za pande kot za ljudi. "Neverjetno je, da smo tukaj ogroženi vrste, ki jih s planeta skorajda ni, pa še veliko tega se moramo še naučiti. To poudarja pomen varčevanja ogroženih in ogroženih živali, "je dejala. "Mislimo na to - morda imajo te ogrožene živali koristne učinke, o katerih sploh nismo razmišljali."
