Rostoucí ceny plynu a nebezpečně nízká populace pandy na světě - co kdyby vám někdo řekl, že brzy můžeme mít jedno řešení obou těchto problémů? Pokud se zdá být příliš dobré, aby to byla pravda, zamyslete se znovu; Vědci z Mississippi State University provádějí výzkum proveditelnosti použití pand k vyřešení našich problémů s biopalivy, což je krok, který by mohl vést k nárazu v úsilí o ochranu a ke snížení nákladů na palivo. Tajemství řešení? Všechno je v pandově hovnu.
Související obsah
- Vědci staví kvasnicový chromozom od nuly. Další? Genomy designérů
Pokud jde o biopaliva, na trhu dominuje jedno slovo: ethanol, biopalivo vyrobené z kukuřice. Ačkoli je etanol nejčastěji používaným biopalivem, nemusí být nutně nabízen jako dokonalá náhrada fosilních paliv - ve skutečnosti se o výhodě etanolu od jeho vzniku ve skutečnosti diskutuje.
Debata jde o něco takového: abyste mohli naplnit nádrž SUV ethanolovým palivem, musíte použít dostatek kukuřice, abyste celý rok nakrmili jednu osobu. Dokument z roku 2012 publikovaný institutem New England Complex Systems Institute cituje etanol jako důvod ke zvyšování ceny plodin od roku 2005. A dokonce i environmentální skupiny vyhýbají ethanolu, citujíc obrovské množství fosilního paliva potřebného k tomu, aby se kukuřice stala použitelným produktem biopaliv sklon společností ke koupi půdy v rozvojových zemích k pěstování lukrativního biopaliva spíše než potravin pro místní spotřebu.
Ashli Brownová, výzkumnice na Mississippi State University, si myslí, že našla odpověď na tento alternativní palivový hlavolam. Tím, že se vezmou vedlejší produkty kukuřice - plevy, stonky a klasy - lze vytvořit etanol bez ponoření do jedlých částí kukuřice, čímž se sníží šance na nedostatek potravin a zvýšení cen. Problém spočívá v tom, že ke štěpení těchto materiálů, které jsou extrémně vysoké v lignocelulóze nebo suché rostlinné hmotě, je nutný zvláštní postup předběžné úpravy. Tento proces je extrémně nákladný a málo časově efektivní, používá vysoké teploty, vysoké tlaky a kyselinu k rozkladu suché rostlinné hmoty, než se může stát ethanolem. Aby se tento problém obešel, hledali Brown a další vědci přirozené řešení - bakterie, které by mohly pomoci s rozpadem lignocelulózového materiálu.
Společnosti zabývající se biopalivy již nějakou dobu hledají přírodní metodu rozkladu rostlinného materiálu; zatím termiti byli oblíbení pro žvýkání dřevnatým materiálem. Ukazuje se však, že by mohlo existovat lepší - a jemnější - zvíře, které může pomoci vyrábět biopalivo. Střeva pand jsou pozoruhodně krátká, což je fyzický atribut, který znamená, že jejich střeva obsahují bakterie s neobvykle silnými enzymy, které v krátké době rozloží jejich dřevnatou stravu bambusu.
"V pandě je doba od jídla k vyprázdnění poměrně krátká, takže jejich mikroby musí být velmi efektivní, aby získaly nutriční hodnotu z bambusu, " uvedl vědec Brown. "A efektivita je klíčová, pokud jde o výrobu biopaliv - proto jsme se zaměřili na mikroby v obrovské pandě."
Studie začala před více než dvěma lety, když Brown a tým vědců začali zkoumat výkaly pandy. V roce 2011 zjistili, že tyto super-trávicí mikroby jsou přítomny ve výkalech pandy, ale ještě musí určit typ a množství přítomných mikrobů do teď. Pomocí hovno ze dvou obřích pandů - Ya Ya a Le Le v Memphis Zoo - Brown a její tým provedli sekvenování DNA na mikrobech ve svých vzorcích a identifikovali více než 40 mikrobů ve výkalech panda, což by mohlo být užitečné pro rozpad a vytvoření biopaliva.
Chcete-li pěstovat tyto mikroby v průmyslovém měřítku, Brown věří, že vědci by mohli vložit geny, které tyto enzymy produkují, do kvasinek - tyto kvasinky by pak mohly být hromadně vyráběny a sklízeny pro výrobu biopaliv. Proces by šel něco takového: Velké jámy kukuřičných slupek, kukuřičných klasů, dřevěných štěpků a dalších forem vyřazeného vláknitého materiálu jsou pokryty geneticky pozměněnými kvasnicemi. Jak mikroby tráví dřevité látky, rychle jej přeměňují na cukr, který by pak mohl nechat kvasit. V průběhu času a po odfiltrování pevných látek a přebytečné vody byste měli ethanol, destilovaný ze dřevitých odpadních produktů.
Pandy nejsou jediné zvíře, které žije na travnaté stravě, ale jejich fyziologie z nich dělá jedinečného kandidáta na rozklad rostlinných produktů hyperaktivně. Pandy mají stejnou trávicí dráhu jako kterýkoli jiný medvěd; na rozdíl od krav nebo jiných býložravců, pandy nemají zvláštní žaludek, kde je tvrdý lignocelulostový materiál před ošetřením před ošetřením upraven. Místo toho mají střevní systém masožravce a přesto dokáží extrahovat z jejich bylinné stravy dostatek živin, aby přežili.
"Protože je jejich retenční čas velmi krátký - neustále jedí a neustále poopírají - aby dostali materiál pro výživu, musí být opravdu rychle rozebrat a extrahovat cukry, " vysvětlil Brown. "Mnoho mikrobů produkuje celulózy, které rozkládají lignocellostickou biomasu, ale je to o tom, jak účinně nebo jak efektivně to dokážou." Pokud jde o pandu, Brown poznamenává, že jejich mikroby patří k nejúčinnějším vědcům, kteří viděli při ničení lesního materiálu rostliny.
A Brown si myslí, že použití pand na jejich hovno by mohlo vést k více než zelenější ekonomice: mohlo by to také vést ke zvýšené ochraně zvířat, kteří viděli jejich počet ve volné přírodě na nebezpečný 1600 (i když s nedávným štěstí chov pand v zajetí, jako je nová dětská panda v Národní zoo). "Tyto studie nám také pomáhají dozvědět se více o zažívacím systému tohoto ohroženého zvířete ao mikrobech, které v něm žijí, což je důležité, protože většina nemocí, které pandy získají, ovlivňuje jejich střeva, " řekl Brown.
Brown poznamenává, že pokud se panda stane pro trh cennou z více důvodů než její neuvěřitelně rozkošné chování, může to vyvolat větší kroky k ochraně - krok, který by mohl být vzájemně prospěšný pro pandy i lidi. “Je úžasné, že zde máme ohrožené druh, který je téměř pryč z planety, ale stále je toho tolik, čeho se z toho musíme ještě poučit. To zdůrazňuje, že je důležité zachraňovat ohrožená a ohrožená zvířata, “uvedla. "To nás nutí přemýšlet - možná tato ohrožená zvířata mají prospěšné výstupy, o kterých jsme ani nepřemýšleli."
