Τα μικρόβια πεινούν. Συνεχώς. Και βρίσκονται παντού - κρυμμένα στα εδάφη, na κολυμπούν σε λίμνες και ωκεανούς, να αναπτύσσονται σε υδροθερμικά φρεάτια, ακόμη να κατοικούν στο σώμα μας. Παρά το μικροσκοπικό τους μέγεθος, οι μικροί αυτοί καλοφαγάδες έχουν τεράστια επίδραση. Καταναλώνουν συνεχώς ό,τι είναι διαθέσιμο, παίζοντας έναν κρίσιμο ρόλο στους κύκλους των στοιχείων του πλανήτη.
Ωστόσο, οι ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν διαταράξει πολλούς από αυτούς τους ευαίσθητους κύκλους, μετατοπίζοντας την ισορροπία. Είναι μια σκληρή πραγματικότητα, αλλά υπάρχει ελπίδα για ένα πιο πράσινο μέλλον. Και η απάντηση μπορεί να βρίσκεται σε κάτι που μοιραζόμαστε όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί: την ανάγκη για τροφή.
Από το μικρότερο μικρόβιο μέχρι τη μεγαλύτερη μπλε φάλαινα, όλα χρειάζονται τροφή. Αλλά τα μικρόβια είναι οι απόλυτοι παμφάγοι—μπορούν να φάνε σχεδόν τα πάντα. Κάποια τρέφονται με φρούτα, άλλα με σάκχαρα γάλακτος, βοηθώντας μας να φτιάξουμε γιαούρτι και τυρί.
Και άλλα τρέφονται με... απόβλητα.
Αυτή η όρεξη για απόβλητα είναι εξαιρετικά χρήσιμη. Στους σταθμούς επεξεργασίας λυμάτων δισεκατομμύρια μικρόβια καταναλώνουν με χαρά τα θρεπτικά συστατικά των νερών που καταλήγουν στις αποχετεύσεις μας, καθαρίζοντας τα νερά και μειώνοντας τον κίνδυνο ασθενειών. Απίστευτο, ε;
Μετατρέποντας τα απόβλητα σε πράσινο πλούτο
Κάποια μικρόβια μπορούν να μετατρέψουν την τροφή τους σε κάτι πολύτιμο για εμάς - καύσιμο. Και, όπως τα μικρόβια που τρέφονται με απόβλητα, μπορούν να χρησιμοποιήσουν απορρίμματα ως τροφή.
Για τέσσερα χρόνια, η Maximilienne Toetie Allaart, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στη μελέτη του μικροβιώματος του εντέρου στο Πανεπιστήμιο του Τύμπινγκεν (Γερμανία), μελέτησε αυτά τα ειδικά μικρόβια, που παράγουν καύσιμα καταναλώνοντας μονοξείδιο του άνθρακα - ένα επικίνδυνο, εύφλεκτο αέριο που παράγεται κατά την παραγωγή χάλυβα.
Η παγκόσμια βιομηχανία χάλυβα παράγει περίπου 2 δισεκατομμύρια τόνους χάλυβα ετησίως, με το μονοξείδιο του άνθρακα να αποτελεί το 20-30% των αποβλήτων τους. Συνήθως, αυτό το αέριο καίγεται, μετατρέποντάς το σε διοξείδιο του άνθρακα - λιγότερο τοξικό αλλά εξίσου επιζήμιο.
Τι θα γινόταν όμως αν, αντί για αυτό, τα μικρόβια μπορούσαν να μετατρέψουν το μονοξείδιο του άνθρακα σε ένα ανανεώσιμο καύσιμο;
Μικροσκοπικοί χημικοί σε δράση
Κατά τη διάρκεια της έρευνάς της, η επιστήμονας ερεύνησε τα μικρόβια που καταναλώνουν μονοξείδιο του άνθρακα και παράγουν αιθανόλη, ένα βιοκαύσιμο που έχει ήδη αναμειχθεί με συμβατικά καύσιμα για να τα καταστήσει πιο φιλικά προς το περιβάλλον.
Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος της αιθανόλης παγκοσμίως παράγεται από καλλιέργειες τροφίμων, προκαλώντας συζητήσεις για το εάν πρέπει να χρησιμοποιούμε καλλιέργειες για καύσιμα, όταν εκατομμύρια άνθρωποι πεινούν.
Ευτυχώς, οι μικροσκοπικοί μας φίλοι μπορούν να παράγουν αιθανόλη από αέρια αποβλήτων. Στην έρευνά της, η Maximilienne Toetie Allaart προσπάθησε να βρει τρόπους για να μεγιστοποιήσει την παραγωγή αιθανόλης όσο το δυνατόν πιο γρήγορα.
Για να το πετύχει αυτό, τα μεγάλωνε σε γυάλινους αντιδραστήρες των 3 λίτρων. Αυτοί οι αντιδραστήρες ήταν γεμάτοι με φυσαλίδες πολύτιμου μονοξειδίου του άνθρακα, που χρησίμευε ως τροφή. Έλεγχε τη ροή του μονοξειδίου του άνθρακα, ρυθμίζοντας την ποσότητα που κατανάλωναν και παρακολουθώντας την ανάπτυξή τους. Δοκίμαζε διαφορετικές συνθήκες, όπως απότομες αυξήσεις ή σταθερή ροή μονοξειδίου του άνθρακα, για να ωθήσει τις δυνατότητές τους και να βελτιστοποιήσει την παραγωγή καυσίμου.
Μικροβιακή Ανθεκτικότητα: Εκμετάλλευση μιας τοξικής διατροφής
Ακόμη και για αυτά τα εξειδικευμένα μικρόβια, το μονοξείδιο του άνθρακα είναι ένα δίκοπο μαχαίρι. Δεν έχουν πολλές επιλογές πέρα από την κατανάλωσή του. Το μονοξείδιο του άνθρακα είναι σαν ένας πιεστικός οικοδεσπότης που δεν δέχεται την άρνηση. Ωστόσο, αυτά τα μικρόβια είναι ανθεκτικά. Όταν εκτίθενται σε υψηλά επίπεδα μονοξειδίου του άνθρακα, το μετατρέπουν σε αιθανόλη.
Αυτό σημαίνει ότι, δημιουργώντας περιβάλλοντα με υψηλή πίεση μονοξειδίου του άνθρακα, μπορούμε να τα ενθαρρύνουμε να παράγουν μεγάλες ποσότητες αυτού του πολύτιμου βιοκαυσίμου.
Και αυτό δεν είναι μόνο ένα εργαστηριακό πείραμα, συμβαίνει σε μεγαλύτερη κλίμακα. Μια αμερικανική εταιρεία, η LanzaTech, ήδη μετατρέπει τα απόβλητα αερίων χαλυβουργίας και άλλων απορριμμάτων σε βιοαιθανόλη σε εμπορικές εγκαταστάσεις. Το σλόγκαν τους, "Ανακύκλωση του άνθρακα με τη βοήθεια της βιολογίας," συνοψίζει την ουσία της διαδικασίας, που γίνεται εφικτή χάρη σε αυτούς τους αόρατους, μικροσκοπικούς χημικούς.
Τα μικρόβια μπορεί να είναι μικροσκοπικά, αλλά η επίδρασή τους είναι τεράστια. Έχουν τη δυνατότητα να μας βοηθήσουν να προχωρήσουμε προς μια πιο κυκλική οικονομία, μετατρέποντας τα απόβλητα σε πολύτιμους πόρους. Ήρθε η ώρα να συμμαχήσουμε μαζί τους για ένα πιο πράσινο μέλλον.
Φωτογραφία: Image by freepik
