Ин бактерия метавонад ҷаҳонро тағир диҳад: олимон ба микроорганизмҳои пластикхӯр умеди калон доранд
Соли 2001 як гурӯҳи олимони ҷопонӣ дар партовгоҳ кашфи аҷибе карданд. Дар хандакҳое, ки аз лой ва партов пур шуда буданд, онҳо плёнкаи сили бактерияҳоро пайдо карданд, ки шишаҳои пластикӣ, бозичаҳо ва дигар чизҳои хурдро хушҳолӣ мехӯрданд. Бо шикастани партов, бактерияҳо аз карбоне, ки дар пластикӣ мавҷуд аст, энергия гирифта, онро барои афзоиш, ҳаракат ва тақсим кардани бактерияҳои боз ҳам бештар гуруснаи пластикӣ истифода бурданд. Ҳатто агар он маҳз ҳамин тавр набошад, ки мо одатан онро мефаҳмем, бактерия ба пластикӣ ғизо медод. Чӣ тавр ин метавонад ҷаҳонро тағйир диҳад, менависад нашрия The Guardian.
Сурат: IStock
Олимон тахти рохбарии профессори институти технологии Киото Кохеи Ода кор карданд. Дастаи ӯ моддаҳоеро меҷуст, ки матоъҳои синтетикиро, аз қабили полиэстерро, ки аз ҳамон намуди пластикие, ки дар аксари шишаҳои нӯшокӣ истифода мешаванд, нарм карда метавонанд. Ода микробиолог аст ва ба эътиқоди ӯ, новобаста аз он ки инсон бо кадом мушкили илмӣ рӯбарӯ мешавад, микробҳо аллакай роҳи ҳалли худро ёфтаанд.
«Ман ба одамон мегӯям, ки ин қисмати табиатро бодиққат нигоҳ доред. Вай аксар вақт ақидаҳои хеле хуб дорад "гуфт Ода.
Он чизе, ки у ва хамкасбонаш дар партовгох кашф карданд, пеш аз ин дида нашуда буд. Олимон умедвор буданд, ки микроорганизмеро муайян кунанд, ки роҳи оддии ҳамла ба рӯи пластикро таҳия кардааст. Аммо ин бактерия хеле бештар кор кард - ба назар чунин менамуд, ки пластикиро комилан шикаста ва онро ба маводи ғизоии муҳим табдил медиҳад. Аз нуќтаи назари мо, ваќте мо аз миќёси ифлосшавии пластикї ба хубї огоњем, иќтидори ин кашфиёт аён мегардад. Аммо дар соли 2001 (се сол пеш аз истифода шудани истилоҳи "микропластика") Ода мегӯяд, ки он "мавзӯи таваҷҷӯҳи зиёд ба ҳисоб намерафт." Корҳои пешакӣ оид ба бактерияҳое, ки гурӯҳи ӯ ҷамъоварӣ кардааст, ҳеҷ гоҳ нашр нашудааст.
Дар тӯли солҳои пас аз кашфи гурӯҳ, ифлосшавии пластикиро сарфи назар кардан ғайриимкон шудааст. Дар ин муддати тақрибан 20 сол мо 2,5 миллиард тонна партовҳои пластикиро тавлид кардем ва ҳар сол тақрибан 380 миллион тонна зиёд истеҳсол мекунем, ки ин миқдор то соли 2060 се баробар афзоиш меёбад. Дар маркази уқёнуси Ором як партовҳои пластикӣ аз Бритониё ҳафт маротиба калонтар аст, ки дар он партовҳои пластикӣ соҳилҳо ва партовгоҳҳои пур аз пурбор дар саросари ҷаҳон ҳастанд. Дар миқёси миниатюрӣ, зарраҳои микро ва нанопластикӣ дар сабзавот ва меваҳо пайдо шудаанд, ки онҳо тавассути решаҳои растанӣ ворид мешаванд. Онҳо инчунин қариб дар тамоми узвҳои инсон пайдо мешаванд - онҳо ҳатто метавонанд аз модар ба кӯдак тавассути шири модар гузаранд.
Усулҳои мавҷудаи шикастан ва коркарди пластикӣ хеле нокифоя мебошанд. Қисми зиёди коркарди пластикӣ як қадами майдакунӣ ва резакуниро дар бар мегирад, ки нахҳои пластикиро вайрон мекунад. Ҳангоме ки зарфҳои шишагӣ ё алюминийро метавон чандин маротиба гудохта ва дубора истифода кард, пластикҳои ҳамвор ба монанди шишаҳои об ҳангоми коркарди такрорӣ вайрон мешаванд. Шишаи пластикии такрорӣ ба халтаи рангоранг табдил меёбад, ки ба изолятсияи нах табдил меёбад, ки пуркунандаи роҳ мегардад ва ҳеҷ гоҳ дубора коркард намешавад. Ва ин беҳтарин сенарияи парванда аст. Дар асл, қариб ҳеҷ яке аз пластикҳо - ҳамагӣ 9% - ҳеҷ гоҳ ба корхонаҳои коркарди дубора намерасанд.
Ба мавзӯи: Қаҳва нӯшид - як пиёла бихӯред: стартап фаҳмид, ки чӣ гуна ҷаҳонро аз пластикӣ наҷот диҳад
Ягона роҳи доимии партови пластикӣ ин сӯзондан аст, ки ҳар сол тақрибан 70 миллион тонна пластикро ташкил медиҳад, аммо сӯзондан ба бӯҳрони иқлим мусоидат мекунад, зеро он карбонеро, ки дар пластикӣ мавҷуд аст ва инчунин моддаҳои кимиёвии зарароварро бо ки он метавонад омехта шавад, ба ҳаво .
Ода ва шогирдаш Казуми Хирага, ки холо профессор аст, чанд сол пас аз кашфи у мукотиба ва тачрибахо гузаронданд. Вақте ки онҳо дар ниҳоят кори худро дар маҷаллаи бонуфузи Science дар соли 2016 нашр карданд, он ба ҷаҳоне рафт, ки роҳи ҳалли бӯҳрони пластикиро ҷустуҷӯ кунад ва ба хит табдил ёфт. Ода ва ҳамкасбони ӯ бактерияеро, ки дар партовгоҳ ёфтанд Ideonella sakaiensis (ба номи шаҳри Сакай, ки дар он ҷо ёфт шудааст) номгузорӣ карданд ва дар коғаз ферменти махсусеро тавсиф карданд, ки аз ҷониби бактерия тавлид мешавад, ки ба он имкон медиҳад, ки полиэтилентерефталат (ПЭТ) вайрон карда шавад. пластикаи маъмултарин дар либос ва бастабандӣ истифода мешавад. Ин кор инъикоси васеи матбуотро гирифт ва дар айни замон зиёда аз 1000 иқтибосҳои илмӣ дорад, ки онро дар 0,1% ҳамаи мақолаҳо ҷойгир мекунад.
Аммо умеди воқеӣ ин аст, ки он танҳо як намуди бактерия нест, ки метавонад бо як намуди пластикӣ ғизо диҳад. Дар тӯли ним асри гузашта микробиология (таҳқиқи организмҳои хурд, аз ҷумла бактерияҳо ва баъзе занбӯруғҳо) инқилоберо паси сар кард, ки Ҷо Ҳанделсман, раиси собиқи Ҷамъияти микробиологияи Амрико, муҳимтарин пешрафти биологӣ пас аз кашфи эволютсия номид. Мо ҳоло медонем, ки микроорганизмҳо як ҷаҳони васеъ ва пинҳонеро ифода мекунанд, ки бо дунёи мо алоқаманданд. Мо акнун ба фаҳмидани гуногунии онҳо ва аксар вақт қобилиятҳои бениҳоят сар карда истодаем. Бисёре аз олимон боварӣ доранд, ки барои бисёре аз мушкилоти ба назар ҳалнашавандае, ки мо рӯи он кор мекунем, микробҳо аллакай роҳи ҳалли худро ёфтаанд. Шумо танҳо бояд назар кунед.
Бозёфт мисли Ода танҳо нуқтаи ибтидоист. Барои он ки ягон умеди коҳиш додани оқибатҳои ин офати глобалии экологӣ, ки мо барои худамон офаридаем, дошта бошем, бактерияҳо бояд зудтар ва беҳтар кор кунанд. Вақте ки Ода ва дастаи ӯ дар аввал бактерияро дар лаборатория санҷиданд, онҳо онро ба пробирка бо порчаи плёнкаи пластикии дарозиаш 2 см ва вазнаш 20 грамм гузоштанд. Дар ҳарорати хонагӣ, бактерия дар давоми ҳафт ҳафта як пораи ночизи пластикиро ба моеъи пешгузаштаи худ шикаст. Ин хеле таъсирбахш буд, аммо хеле суст буд, то ба мушкилоти партовҳои пластикӣ дар саросари кишвар таъсири назаррас расонад.
Хушбахтона, дар давоми чор даҳсолаи охир олимон дар эҷод ва коркарди ферментҳо ба пешравиҳои назаррас ноил гардиданд. Вақте ки сухан дар бораи хоидан пластикӣ меравад, профессори биофизики молекулавии Донишгоҳи Портсмут Энди Пикфорд гуфт, "ферментҳои Ideonella воқеан дар марҳилаи хеле аввали рушди эволютсионии худ қарор доранд." Максади олимон ин рохро то охир анчом додан аст.
Вақте ки ҳар як организми зинда мехоҳад, ки як пайвастагии калонтарро вайрон кунад (хоҳ он риштаи ДНК, қанди мураккаб ё пластикӣ), вай ба ферментҳо, мошинҳои хурди молекулавии дохили ҳуҷайраҳо, ки барои ин вазифа махсусгардонида шудаанд, мубаддал мешавад. Ферментҳо ба пайдоиши реаксияҳои кимиёвӣ дар миқёси микроскопӣ кӯмак мекунанд, баъзан тавассути маҷбур кардани атомҳои реактивӣ барои пайваст кардани онҳо ё печонидани молекулаҳои мураккаб дар нуқтаҳои мушаххас, то онҳо заифтар ва эҳтимоли бештар аз ҳам ҷудо шаванд.
Агар шумо хоҳед, ки кори ферментҳои табииро беҳтар кунед, равишҳое мавҷуданд, ки қариб дар ҳама ҳолатҳо кор мекунанд. Масалан, реаксияҳои химиявӣ дар ҳарорати баландтар беҳтар ба амал меоянд, аммо аксарияти ферментҳо дар ҳарорати муҳити бадане, ки дар он кор мекунанд, устувортар мебошанд - 37 дараҷа, чунон ки дар одамон. Бо аз нав навиштани ДНК, ки барои фермент рамзгузорӣ мекунад, олимон метавонанд сохтор ва функсияи онро тағйир диҳанд, то онро устувортар кунанд, масалан дар ҳарорати хеле баланд, ки ба тезтар кор кардани он мусоидат мекунад.
Ин қудрат илоҳӣ ба назар мерасад, аммо маҳдудиятҳои зиёде вуҷуд дорад.
Элизабет Белл, муҳаққиқи Лабораторияи миллии энергияи барқароршавандаи ИМА (NREL) дар Колорадо мегӯяд: "Ин аксар вақт ду қадам ба пеш ва як қадам ба ақиб аст".
Худи эволютсия мубодилаи афкорро дар бар мегирад ва гарчанде ки олимон мефаҳманд, ки аксари ферментҳо чӣ гуна кор мекунанд, пешгӯӣ кардан душвор аст, ки кадом тағйирот онҳоро беҳтар кор мекунад.
"Тарҳрезии мантиқӣ одатан чандон хуб кор намекунад, аз ин рӯ мо бояд равишҳои дигарро истифода барем" гуфт Белл.
Кор оид ба PETase, як ферменте, ки аз ҷониби Ideonella sakaiensis барои шикастани полиэтилентерефталат истеҳсол шудааст, барои суръат бахшидан ба эволютсияи табиӣ муносибати бераҳмона истифода мешавад. Белл қисмҳои ферментро мегирад, ки мустақиман бо пластик кор мекунанд ва бо истифода аз муҳандисии генетикӣ онҳоро ба ҳама мутатсияҳои имконпазир дучор мекунанд. Дар табиат мутатсия дар фермент метавонад дар ҳар чанд ҳазор тақсимоти бактерия танҳо як маротиба рух диҳад.
Белл кафолат медиҳад, ки ӯ садҳо ё ҳазорҳо мутантҳои эҳтимолан муфидро барои озмоиш қабул мекунад. Вай пас аз он қобилияти ҳар яки онҳоро барои паст кардани пластикӣ чен мекунад. Ҳама номзадҳое, ки ҳатто каме беҳбудиро нишон медиҳанд, даври навбатии мутатсия мегиранд. Раҳбари гурӯҳи тадқиқотии NREL Грегг Бекхэм ин "эволютсияи фермент" номида мешавад. Соли гузашта ӯ натиҷаҳои тадқиқоти охирини худро нашр кард: ферменти PETase, ки ӯ тарҳрезӣ кардааст, қодир аст PET-ро нисбат ба ферментҳои аслӣ чанд маротиба тезтар вайрон кунад.
Аммо эҷоди як ферменте, ки барои чунин мақсадҳо мувофиқ аст, на танҳо як ҳолати кор кардани олимон то он даме, ки асбоби комилро ба даст оранд. То он даме, ки кори Ода дар соли 2016 нашр шуд, касе дар бораи мавҷудияти бактерияҳое, ки пластикиро ҳазм карда метавонанд, намедонист. Ҳоло мо як парвандаи боэътимод дорем. Бо назардошти он, ки танҳо як қисми микроорганизмҳо то ҳол кашф карда шудаанд, шояд номзади беҳтаре вуҷуд дошта бошад.
Ин савол боиси авҷгирии ба истилоҳ биологӣ гардид. Мисли ҷустуҷӯи тилло дар дарё, биопроспекторҳо дар ҷустуҷӯи микробҳои ҷолиб ва эҳтимолан муфид дар ҷаҳон сафар мекунанд. Дар соли 2019, як гурӯҳи Донишгоҳи Миллии Кванҷуи Кореяи Ҷанубӣ як дастгоҳи пармакунии сохтмонро ба партовгоҳи мунисипалӣ дар беруни шаҳр бурданд ва 15 метр зери хандакҳои партовҳоро парма карданд, то партовҳои пластикии даҳсолаҳо ҷамъшударо ошкор кунанд. Дар он профессор Су Ҷин Ёом ва шогирдонаш як намуди бактерияи Bacillus thuringiensis -ро кашф карданд, ки маълум шуд, ки бо истифода аз халтаҳои пластикӣ ҳамчун ғизо зинда монад. Айни замон гурӯҳи Йома омӯхта истодааст, ки бактерия кадом ферментҳоро истифода мебарад ва оё он воқеан полиэтиленро коркард карда метавонад ё не.
Дар ботлоқҳои азими мангрҳои соҳили Ветнам ва Таиланд, Саймон Крагг, микробиологи Донишгоҳи Портсмут дигар микробҳои эҳтимолии полиэтиленхӯрро ҷустуҷӯ мекунад.
"Ферментҳои вайронкунандаи пластикӣ, ки мо то ҳол мушоҳида кардем, ба ферментҳои табиӣ, ки рӯйпӯшҳои баргҳои растаниро вайрон мекунанд, хеле монанданд" гуфт ӯ. "Мангровҳо дар решаҳои худ як қабати шабеҳи обногузар доранд ва мутаассифона, ботлоқҳо миқдори ҳайратангези пластикии дар онҳо печидашуда доранд."
Микробиолог умедвор аст, ки бактерияҳое, ки решаҳои мангрҳоро таҷзия карда метавонанд, метавонанд ба пластикӣ гузаранд.
Тақрибан 200 сол, ки мо онҳоро ба таври ҷиддӣ омӯхта истодаем, микробҳо дар як маҳбаси илмӣ қарор доштанд: онҳо аксаран микроорганизмҳои патогенӣ ба нобудшавӣ ё танҳо аспҳои корӣ барои чанд равандҳои асосии саноатӣ, ба монанди ферментатсияи шароб ё панир.
"То 40 ё 50 сол пеш микробиология як илми кӯҳна ҳисобида мешуд" гуфт Генделсман, собиқ президенти Ҷамъияти микробиологияи Амрико.
Дар асри XNUMX, вақте ки физикҳо дар тақсим кардани атом пешрафт карданд ва биологҳо барои тасниф кардани намудҳои зиёди наботот ва ҳайвонот омаданд, олимоне, ки соҳаҳои хеле хурди ҳаётро меомӯзанд, ақиб монданд. Бо вуҷуди ин, аломатҳои ҷолиби ҷаҳони пинҳон, ки берун аз дастрасии мо ҳастанд, вуҷуд доранд.
Ҳанӯз дар солҳои 1930-ум, микробиологҳо ҳайрон буданд, ки чӣ тавр байни ҷаҳони микроорганизмҳое, ки онҳо дар табиат дучор меоянд ва он чизе, ки онҳо дар лаборатория омӯхта метавонанд, ихтилоф вуҷуд дорад. Тадқиқотчиён кашф карданд, ки агар шумо намунаро (қатраи оби баҳр ё лой) ба зери микроскоп гузоред, шумо метавонед садҳо организмҳои аҷиб ва гуногунро бинед. Аммо агар шумо ҳамон як намунаро дар суспензияи ғизоии желатини дар табақчаи Петри ҷойгир кунед, танҳо якчанд намуди инфиродӣ зинда мемонанд ва мерӯянд. Вақте ки муҳаққиқон шумораи колонияҳои микроорганизмҳоро, ки дар табақ мерӯянд, ҳисоб карданд, маълум шуд, ки ин дар муқоиса бо он чизе, ки микробиологҳо дар шакли васеъ дида буданд, миқдори ночиз аст. Баъдтар ин "аномалияи бузурги ҳисобкунии табақҳо" номида шуд.
“Бо микроскоп ва сипас микроскопи электронӣ шумо ҳамаи ин намудҳоро дидан мумкин буд. Аммо онҳо дар табақҳо афзоиш наёфтанд, ки мо метавонем онҳоро тавсиф кунем ва омӯзем "гуфт Вилям Саммерс, табиб ва муаррихи илм дар Донишгоҳи Йел.
Мисли ҳайвонҳои нодир ва экзотикӣ, ки дар асирӣ инкишоф ёфта наметавонанд, аксари микроорганизмҳо дар лаборатория ба ҳаёт мутобиқ нашудаанд. Аз ин рӯ, олимон бо он чизе маҳдуд буданд, ки дар шароити маҳдуди онҳо зинда монад. Ва аммо микробиологҳо буданд, ки кӯшиш карданд, ки аз ин курта берун шаванд ва миқёси воқеии салтанати микробҳоро кашф кунанд.
Достони кашфи пенисиллин аз ҷониби Александр Флеминг дар соли 1928 маълум аст: як спораи занбӯруғе, ки дар долонҳои беморхонаи Марияи Сент-Марям ғарқ шуда, тасодуфан дар табақчаи петри Флеминг фуруд омад, дар таркибаш пенисиллин мавҷуд буд, ки яке аз пурқувваттарин силоҳҳои тиббии асри XNUMX гардид. .
Камтар маълум аст, аммо аҳамияти камтаре надорад, достони кимиёшинос Зелман Ваксман аз Донишгоҳи Ратгерс аст, ки истилоҳи "антибиотик"-ро пас аз пай бурданд, ки баъзе бактерияҳои хок токсинҳоро ба вуҷуд меоранд, ки бактерияҳои дигареро мекушанд ё бозмедоранд, ки онҳо барои ғизо рақобат мекарданд.
Ваксман барои фароҳам овардани шароити зарурӣ барои парвариши ин бактерияҳои ваҳшӣ дар лабораторияи худ монда нашуда кор кард ва кӯшишҳои ӯ дар соли 1946 на танҳо антибиотики дуюми тиҷорӣ стрептомицин, балки панҷ антибиотики минбаъдаро низ ба бозор оварданд. Дар натича чустучуи микробхои антибиотикхо дар хок назар ба мунтазири ба лаборатория дохил шудани онхо хеле самарабахштар гардид. Имрӯз, 90% тамоми антибиотикҳо аз гурӯҳи бактерияҳо мебошанд, ки тавассути онҳо Ваксман аввалин кашфиёти худро кардааст.
Кӯшишҳо ба монанди Waxman нисбатан каманд. Танҳо бо кашфи усулҳои оддии кимиёвӣ барои хондани пайдарпаии ДНК, ки бори аввал дар солҳои 1970 ҷорӣ шуда буд, вале аз миёнаҳои солҳои 1980-ум ба таври васеъ ва тиҷоратӣ дастрас буд, вазъ тағйир ёфт. Ногаҳон, микробҳоро дар зери микроскоп метавон бо ДНК-и худ феҳрист ва муайян кард, ки ба он ишора мекунад, ки онҳо чӣ гуна афзоиш ва фаъолият мекунанд.
"Аз ин бештар," мегӯяд Генделсман. "Гуногунии генетикӣ, ки мо мушоҳида кардем, хеле бузург буд. Маълум шуд, ки ин шаклхои хаёт гарчанде аз чихати зохиран ба хамдигар хеле монанд бошанд хам, дар хакикат хеле ва хеле гуногунанд. Он дарро кушод, то бифаҳмем, ки дар он ҷо чӣ қадар чизҳои бештар вуҷуд доранд."
Тақрибан 25 сол пеш, олимон ба мувофиқа расиданд, ки эҳтимолан дар сайёра камтар аз даҳ миллион намуди микробҳо вуҷуд доранд; дар даҳсолаи охир, баъзе таҳқиқоти нав ин рақамро то як триллион зиёд кардаанд, ки аксарияти мутлақи онҳо то ҳол номаълум аст. Олимон дар бадани мо микробҳоро кашф карданд, ки ба ҳама чиз аз қобилияти муқовимат ба беморӣ то рӯҳияи мо таъсир мерасонанд. Дар каъри бахр микробхоеро ёфтанд, ки дар чашмахои гарми чушон зиндагй мекунанд. Дар конҳои нафти хом микробҳое, ки барои шикастани сӯзишвории истихроҷшаванда эволютсия шудаанд, кашф шудаанд. Чӣ қадаре ки мо ҷустуҷӯ кунем, ҳамон қадар кашфиёти ғайриоддӣ ба даст меорем.
Аз сабаби мутобиқшавӣ, микробҳо ҳамсафари беҳтарини замони мо мебошанд. Микробҳо бо тарзе ва суръате инкишоф меёбанд, ки Дарвин ва ҳамзамонони ӯро ба ҳайрат меоварданд. Қисман аз он сабаб, ки онҳо зуд тақсим мешаванд ва метавонанд шумораи миллиардҳо аҳолӣ дошта бошанд ва қисман аз он сабаб, ки онҳо аксар вақт ба ҳилаҳои эволютсионие, ки ба шаклҳои мураккабтари ҳаёт номаълуманд, ба монанди мубодилаи босуръати ДНК байни одамон дастрасӣ доранд. Онҳо роҳи дар шароити шадид пеш рафтанро пайдо карданд. Ва дар ин лаҳзаи таърих, инсон дар саросари ҷаҳон бо суръати нигаронкунанда шароитҳои шадидро ба вуҷуд меорад. Дар он ҷое, ки дигар ҳайвонот ва наботот роҳи ҳалли кофӣ барои мутобиқ шудан ба муҳити тағйирёбандаи худро пайдо карда наметавонанд, микробҳо зуд мутобиқ мешаванд. Онҳо дар оби туршшуда мерӯянд ва нишон дода шудааст, ки баъзе моддаҳои кимиёвии бадеро, ки мо ба табиат мепартоем, мехӯранд. Чунон ки Кохеи Ода пешгуй карда буд, барои бисьёр пробле-махои ба вучудомадаи мо онхо роххои халли худро ба миён мегузоранд.
Ҷустуҷӯи микробҳои нав ва таҷриба бо онҳо дар лаборатория қадамҳои аввалин аст, аммо олимон медонанд, ки ҷаҳиши ниҳоӣ ба он чизе, ки маъмулан "дунёи воқеӣ" ё "саноат" номида мешавад, метавонад душвор бошад. Дар мавриди микробҳои пластикӣ, ин ҷаҳиш аллакай анҷом дода шудааст. Аз соли 2021, ширкати фаронсавии Carbios бо истифода аз ферментҳои бактериявӣ ҳар рӯз тақрибан 250 кг партовҳои пластикиро коркард карда, онро ба молекулаҳои пешгузашта тақсим мекунад, ки баъдан метавонад мустақиман барои тавлиди пластикаи нав истифода шавад. Ин маҳз компост нест, аммо Carbios ба чизе ба мисли риштаи муқаддаси коркарди пластикӣ ноил шуда, онро ба маводи беохир истифодашаванда, аз қабили шиша ё алюминий наздик мекунад.
Пластмассаро аввал реза карда, баъд аз мошине мегузоранд, ки ба пресси азим шабоҳат дорад ва онро ях мекунад ва дар зери фишори бузург аз сӯрохии хурде маҷбур мекунад. Пластмасса дар шакли доначаҳо (ё чунон ки онҳоро нурделҳо низ меноманд) ба андозаи донаи ҷуворимакка ба рӯи замин мебароянд. Дар сатҳи микроскопӣ, нурдел нисбат ба он чизе, ки химикҳо шакли аслии онро "кристаллӣ" меноманд, зичии хеле пасттар дорад. Нахҳое, ки пластмассаро ташкил медиҳанд, дар ибтидо ба як торчаи сахт печонида шуда буданд, ки онҳоро ҳамвор ва қавӣ мегардонд; ҳоло, гарчанде ки нахҳо ҳанӯз солим ҳастанд, онҳо аз ҳам дуртар ва ғайрифаъоланд ва ба ферментҳо майдони васеътар барои ҳамла медиҳанд.
Дар табиат, бактерияҳо миқдори маҳдуди ферментеро истеҳсол мекунанд, ки пластмассаро ҳадаф қарор медиҳанд, инчунин як қатор ферментҳо ва маҳсулоти партовҳои дигар. Барои суръат бахшидан ба ин раванд, Carbios ба як ширкати биотехнологӣ барои ҷамъоварӣ ва консентратсияи миқдори зиёди ферментҳои ҳазмкунандаи пластикӣ аз бактерияҳо пардохт мекунад. Сипас олимони Carbios нурделҳои пластикиро дар маҳлули об ва фермент дар зарфи пӯлоди мӯҳрдор, ки баландии чанд метр доранд, ҷойгир мекунанд. Дар лабораторияи ҳамсоя, ки ин раванд санҷида мешавад, реаксияро дар зарфҳои хурд мушоҳида кардан мумкин аст. Дар дохили он пораҳои пластикии сафедранг мисли пораҳои кураи барфӣ гардиш мекунанд. Бо мурури замон пластмасса мешиканад, ҷузъҳои он дар маҳлул ҳал мешаванд ва танҳо моеъи хокистарранг дар паси шиша ҳубоб мешавад. Ба ҷои дорои ПЭТ-и сахт, моеъ ҳоло дорои ду кимиёвии моеъ - этиленгликол ва кислотаи терефталик аст, ки онҳоро метавон ҷудо кард ва ба пластикаи нав табдил дод.
Технологияи аз ҷониби Carbios таҳияшуда ба осонӣ миқёспазир аст. Корхона ду сол пеш дар лаборатория чанд кило пластмассаро коркард мекард ва холо дар як шабонаруз кариб 250 килограммро кор карда мебарояд. Корхонаи хеле калонтар дар соли 2025 дар наздикии сарҳади Белгия кушода мешавад, ки қодир ба коркарди беш аз 130 тонна дар як рӯз аст.
Сабаби он ки Фаронса дорои як корхонаи коркарди такрории пластикӣ бо истифода аз технологияи бактериявӣ аст, дар ҳоле ки ИМА ва Чин не, дар он аст, ки давлати Фаронса мушкилоти партовҳои пластикиро дар авлавият қарор додааст ва ҳадафаш то соли 2025 тамоми бастаҳои пластикии дар Фаронса истифодашавандаро дар ҷои аввал гузоштааст. аз нав истифода бурда мешавад. комилан аз нав сохта шудааст.
Ин растаниҳо роҳи ҳалли ҷодугарӣ нестанд. Раванди коркарди ферментҳо як қатор реаксияҳои биологӣ ва химиявӣ мебошад ва вақте ки миқёси истеҳсолот афзоиш меёбад, шумо мефаҳмед, ки табиат як муҳосиби бераҳм аст. Вақте ки шумо ба хароҷоти гуногун ва партовҳои карбон нигаред, маълум мешавад, ки тоза кардани пластикӣ, гарм кардани он ва ях кардани он хароҷоти зиёди нерӯи барқро талаб мекунад. Худи реаксияи кимиёвӣ боиси турш шудани маҳлули атроф мегардад, аз ин рӯ, дар ҳавзи шиноварии берунӣ, бояд пайваста ба маҳлул як пойгоҳи кимиёвӣ илова карда шавад, то он ба бетараф нигоҳ дошта шавад, ки дар натиҷа ҳар як чанд килограмм сулфати натрий ҳамчун маҳсулоти иловагӣ ба вуҷуд меояд. вақти он аст, ки реаксияҳо иҷро мешаванд. Сульфати натрий истифодаи зиёде дорад, аз ҷумла дар истеҳсоли шиша ва маҳсулоти шустушӯй, аммо ҳама қадамҳо аз истеҳсоли пойгоҳи кимиёвӣ то истифодаи минбаъдаи сулфати натрий хароҷоти иловагии экологӣ ва мушкилоти логистикиро дар бар мегиранд.
Эммануэл Ладент, директори генералии Carbios, гуфт, ки раванди коркарди пластикии ширкат айни замон партовҳоро нисбат ба истеҳсоли пластикии нав 51% коҳиш медиҳад.
"Хеле хуб" гуфт ӯ. "Аммо ман умедворам, ки ин танҳо ибтидо аст."
Carbios натоиҷи таҳлили худро нашр накардааст, аммо чанд донишманди дигари бо ин соҳа ошноӣ гуфтаанд, ки коҳиши партовҳо ду маротиба беҳтарин сенарияи ин навъи коркард аст.
Карбиос ва олимони паси он, биологҳои Донишгоҳи Тулуза Ален Марти ва Винсент Турниер дар ин соҳа зиёда аз даҳ сол кор мекунанд. Дар ҳоле ки бисёре аз олимони дигар пас аз нашри кашфи Ода ба таҳқиқоти мушобеҳ шурӯъ карданд, Марти ва Турниер кори худро дар миёнаҳои солҳои 2000-ум оғоз карданд. Ба гуфтаи Марти ва Турниер, онҳо як ферменти дигареро бо номи кутиназаи барг компост (LCC) истифода бурданд, ки барои кор бо пластик таҳаввул наёфтааст, аммо эҳтимолан ин корро карда метавонад.
"Ин каме заиф буд ва дар ҳарорати баланд хуб кор намекард, аммо ин оғози хуб буд" гуфт Марти. "Пас аз давраҳои бешумори муҳандисии генетикӣ, фермент ба таври равшан кор мекунад."
Грегг Бекхэм аз гурӯҳи тадқиқотии NREL мегӯяд, ки LCC як "ферментҳои бузург" аст. Аммо, муҳаққиқ огоҳ мекунад, ки он ҳанӯз комил нест. Вай пластмассаҳои аз нав коркардшударо афзалтар медонад ва намедонад, ки чӣ тавр дар муҳити кислотае, ки реаксияҳои худи ӯ ба вуҷуд меоранд, кор кунанд. Бекхэм умедвор аст, ки азбаски ферменте, ки аз ҷониби Идеонелла Сакеинсис истеҳсол шудааст, эҳтимолан махсус барои мубориза бо пластикӣ таҳия шудааст, он беҳтарин хоҳад буд.
Оё микробҳои пешрафта моро аз бӯҳрони пластикӣ наҷот дода метавонанд? Баъзе олимон боварӣ доранд, ки технология маҳдуд хоҳад буд. Баррасии интиқодии ба наздикӣ дар маҷаллаи Nature нашршуда қайд кард, ки бисёре аз пластикҳо ҳеҷ гоҳ аз ҷониби ферментҳо самаранок ҳазм намешаванд, зеро пайвандҳои кимиёвии онҳо барои шикастан миқдори нисбатан зиёди энергияро талаб мекунанд.
Энди Пикфорд, профессори Портсмут, аз ин маҳдудиятҳо огоҳ аст, аммо бовар дорад, ки бисёре аз ҳадафҳои эҳтимолӣ ҳанӯз вуҷуд доранд. "Нейлон кори душвор, вале иҷрошаванда аст" гуфт ӯ. "Полиуретанҳо низ."
Шояд шумо ба инҳо таваҷҷӯҳ дошта бошед: хабарҳои асосии Ню-Йорк, ҳикояҳои муҳоҷирони мо ва маслиҳатҳои муфид дар бораи ҳаёт дар Big Apple - ҳамаашро дар ForumDaily New York хонед
Олимони Карбиос розӣ ҳастанд ва пешгӯӣ мекунанд, ки онҳо дар тӯли чанд сол раванди коркарди нейлонро таҳия хоҳанд кард. Агар ин пешгӯиҳо амалӣ шаванд, тақрибан чоряки ҳамаи пластикҳо воқеан қобили коркард мешаванд; Агар маълум шавад, ки ферментҳо барои ҳама пластикҳо мувофиқанд, ки метавонанд аз ҷиҳати назариявӣ шикаста шаванд, пас танҳо камтар аз нисфи тамоми партовҳои пластикиро метавон дубора коркард кард.
Бо вуҷуди ин, аксари олимон кӯшиш мекунанд, ки ҷаҳоне дошта бошанд, ки ферментҳо метавонанд пластикаи кӯҳнаро ба нав табдил диҳанд. Он ба таври рӯҳафтода маҳдуд аст. Ин маънои иқтисодӣ дорад, аммо он ҳанӯз ҳам истеҳсоли пластикӣ ва истеъмоли энергияро дар бар мегирад. Ва дар ҳоле ки коркарди такрорӣ метавонад истеҳсоли пластикии навро суст кунад, он ба мо кӯмак намекунад, ки миқдори бебаҳои пластикиро, ки мо аллакай ба ҷаҳон баровардаем, барқарор кунем, ки қисми зиёди он барои истифодаи дубора хеле маъмул, мураккаб ва ифлос боқӣ мемонад.
Ҳанӯз ягон микроб пайдо нашудааст, ки як пораи хоми пластикиро ба таври воқеӣ табдил додани моддаҳои органикӣ табдил диҳанд: аз як тӯдаи карбон сар карда, бигӯед, ки бадани инсон ва дар тӯли як сол ё бештар аз он ҷуз порчаҳои скелетҳои ҳазмнашаванда чизе намегузоранд. Вақте ки олимон микробҳои пластикхӯрро дар шишаҳо дар партовгоҳ ё дар партовҳои уқёнус пайдо мекунанд, беҳтарин коре, ки онҳо карда метавонанд, каме нӯшидан аст. Мисли дандонзании кӯдак, онҳо ба чизе, ки ба онҳо нарм ва қошуқ намехӯранд, таъсири зиёд расонида наметавонанд.
Бо вуҷуди ин, микробҳо қудрат доранд, ки баъзе аз заҳролудтарин токсинҳои сайёраро нест кунанд ва дар ин раванд тамоми манзараро тоза кунанд. Ин беҳтарин тавассути моддаҳои кимиёвӣ, ки миллионҳо сол дар рӯи замин мавҷуд буданд, анҷом дода мешавад. Вақте ки Exxon Valdez дар соли 1989 ба халиҷи Аляска 41 миллион литр нафт партофта буд, фарогирии тозакунӣ ба тасвирҳои экологҳо, ки равғанро аз мӯҳрҳо тоза мекунанд, тамаркуз карда шуд. Бо вуҷуди ин, бисёре аз корҳои тозакунии равғанро бактерияҳое анҷом додаанд, ки табиатан бо нафти хом ғизо мегиранд. Барои нашъунамои бактерияхо дар кад-кади сохил кариб 50 хазор килограмм нурихои азотй пошида шуд. Ба ҳамин монанд, вақте ки як макони собиқи саноатӣ дар Стратфорд барои мизбонии Бозиҳои олимпии соли 000 интихоб шуд, кумита вазифадор буд, ки онро тоза кунад, беш аз 2012 мошини хоки бо нафт ва дигар маводи кимиёвӣ олудашударо ба ҷойҳое интиқол дод, ки дар тӯли чанд ҳафта ба он ворид карда шуданд. нитроген ва оксиген, ки боиси афзоиши босуръати бактерияҳое гардид, ки токсинҳоро ҷаббида мекунанд. Ин макон ба Стратфорд баргардонида шуд ва ҳоло макони Парки олимпӣ мебошад.
Саволе, ки оё бо пластмасса дар муҳити зист ҳамин корро кардан мумкин аст, таваҷҷӯҳ ва маблағгузории камтар ба даст овард.
"Ҳеҷ гуна ҳавасмандии бозор барои тоза кардани партовҳои мо, хоҳ CO2 ё пластикӣ вуҷуд надорад" гуфт Виктор ди Лоренсо, олими Маркази миллии биотехнологияи Испания дар Мадрид ва ҷонибдори истифодаи васеъмиқёси микробҳо барои ҳалли мушкилоти башарият. — Коркарди пластмасса самараи хуб медихад. Аммо барои ин лоиҳаҳои бузургтаре, ки ба тамоми ҷомеа кӯмак мерасонанд, кӣ пардохт хоҳад кард? Инро танхо бо ёрии ахли чамъият ислох кардан мумкин аст».
Ба гайр аз проблемаи бозор масъалаи хукукй низ мавчуд аст. Қариб дар ҳама кишварҳо пас аз эҷоди муҳандисии генетикии микроорганизмҳо ба табиат бе иҷозати махсус, ки хеле кам дода мешавад, манъ аст. Сабабхои ин маълуманд. Дар достони фантастикаи илмии Мутант 1971: Хӯрандаи пластикӣ дар соли 59, вирусе, ки қобилияти зуд об кардани пластикро дорад, дар саросари ҷаҳон паҳн мешавад ва ҳавопаймоҳоро аз самт мефиристад ва биноҳоро хароб мекунад. Аз эҳтимол дур нест, ки бактерияҳои пластикӣ ин қадар самаранок шаванд, аммо чизе ба ин монанд метавонад ба оқибатҳои фалокатовар оварда расонад.
Ди Лоренсо мутмаин аст, ки хатари ин гуна рушд хеле кам аст.
«Вақте ки аввалин маҳсулоти ГМО ба вуҷуд омад, одамон аз онҳо рӯй гардонданд. Олимон худсарона рафтор карданд. Ба назар чунин менамуд, ки ин ҳама дар бораи ҳукмронии табиат ва ба даст овардани фоида аст. Вале мо имконият дорем, ки инро тагьир дихем. Мо метавонем шарикии нави байни илм ва олами табиатро оғоз кунем. Агар мо инро ба мардум софдилона пешниҳод кунем, онҳо метавонанд қарор кунанд, ки оё ин таваккал меарзад, ё не”, - таъкид кард ӯ.
Идеяи шарикии амиқтар бо микробҳо хеле умедбахш аст. Иттиҳоди Аврупо якчанд гурӯҳҳоро барои таҳияи микробҳо ва ферментҳо маблағгузорӣ мекунад, то пластмассаро на танҳо пластикии нав, балки ба маводи комилан биологӣ табдил диҳанд. Соли гузашта як гурӯҳи олмонӣ Ideonella sakaiensis PETase-ро дар алафҳои баҳрӣ сохта, қайд кард, ки он метавонад дар оянда барои шикастани микропластикҳо дар уқёнус истифода шавад.
Ода-мон боварй доранд, ки мо то хол хатто ба нуги айсберг даст нарасондаем. Вақте ки ӯ ва ҳамкорони ӯ бори аввал Идеонелларо тақрибан 20 сол пеш дар як партовгоҳ кашф карданд, он танҳо кор намекард. "Ҳамин ки ман филми микроорганизмҳоро дар пластик дидам, ман фаҳмидам, ки ин бисёр микробҳо якҷоя кор мекунанд" гуфт Ода.
Дастаи ӯ фаҳмид, ки дар ҳоле ки Идеонелла пластмассаро ба ашёи хоми аз ҷиҳати саноат пурарзиш тақсим мекунад, дигар микроорганизмҳо онҳоро ба маводи ғизоии оддӣ коркард мекунанд, ки ҷомеаи микробҳо метавонанд истифода баранд. Ин симбиоз буд. Ба як маъно, шарикӣ. Пас аз ин, Ода якчанд мақолаҳо навишт, ки дар он ӯ нишон дод, ки ҷомеаҳои микробҳоро метавон ба системаи хориҷ кардани микро- ва нанопластика аз хок таҳия кард. Аммо кам одамон ба ин манфиатдор буданд.
Ода дар сухбатхои мо борхо аз набудани идеяхои хакикатан бозеозй, ки аз одамоне, ки мехоханд кашфиёте, ки у ва хамкасбонаш карда буданд, ба тичоратй табдил диханд, таассуф мекард. Дар бораи растание, ки пластмассаи кӯҳнаро ба нав табдил дода метавонад ва хеле хурдтар, ба назар чунин менамуд, дар бораи растание, ки пластикиро дубора ба об ва ҳаво табдил дода метавонад, ҳаяҷонбахш буд.
Инчунин онро дар рӯзҳои Forum бихонед:
Фирефтани қаллобон: марде бо роҳи фиреби қаллобон 1782 доллар ба даст овард
Батареяҳо, рангҳо, телефонҳо: чӣ гуна аз партовҳои "хатарнок" дар ИМА халос шудан мумкин аст
Аз дарёфти манзил то натурализатсия: USCIS дастури русиро барои муҳоҷирон нашр кард
Аъзоёни Costco метавонанд бо маблағи 29 доллар машваратҳои онлайни табиб гиранд
Шумо метавонед холҳои кредитии худро ҳар ҳафта ройгон тафтиш кунед: чӣ гуна бояд кард
Обуна ба ForumDaily дар Google NewsОё шумо мехоҳед хабарҳои муҳимтар ва ҷолибтар дар бораи зиндагӣ дар ИМА ва муҳоҷират ба Амрико? — моро дастгири кунед хайрия! Ба саҳифаи мо низ обуна шавед Facebook. Опсияи "Афзалият дар намоиш" -ро интихоб кунед ва аввал моро хонед. Инчунин ба мо обуна шуданро фаромӯш накунед Канали телеграмма ва дар Instagram- Дар он ҷо бисёр чизҳои ҷолиб вуҷуд дорад. Ва ба ҳазорон хонандагон ҳамроҳ шавед ForumDaily Ню Йорк — дар он чо шумо дар бораи хаёти метрополия бисьёр маълумотхои шавковар ва мусбат пайдо мекунед.
Интихоби муҳаррирон
