Το βακτήριο που «τρώει» τα καύσιμα έχει και θετική πλευρά.
Μετά το ενεργειακό σοκ σε ρεύμα και φυσικό αέριο εξαιτίας του πολέμου στην Ουκρανία, είναι πολυ πιθανόν η ανθρωπότητα να έρθει αντιμέτωπη με έλλειψη και καυσίμων. Ο λόγος; Η ανακάλυψη ενος βακτηρίου που «τρώει» τα καύσιμα στα ρεζερβουάρ.
Σύμφωνα με μία έρευνα έξι έτων πριν, που δημοσιεύθηκε στο Pnas, με επικεφαλής τον Kenneth J. Locey, περίπου το 99% των μικροβίων των τρισεκατομμυρίων ειδών βακτηρίων, πρωτόζωων και μυκήτων (χωρίς να συμπεριλαμβάνονται οι ιοί) που κατοικούν στη Γη παραμένουν ανεξερεύνητα.
Αυτό σημαίνει ότι οποιαδήποτε έρευνα σε ένα άγνωστο περιβάλλον έχει μια καλή πιθανότητα να βρει ένα νέο κομμάτι αυτού του τεράστιου βιολογικού παζλ. Και αυτό ακριβώς συνέβη όταν Ισπανοί ερευνητές από το Ινστιτούτο Ολοκληρωμένης Βιολογίας (I²SysBio) στην περιοχή της Βαλένθια έψαξαν για μικροοργανισμούς κάτω από τα καπάκια των ρεζερβουάρ των πετρελαιοκίνητων και βενζινοκίνητων αυτοκινήτων.
Η ομάδα ανακάλυψε «συγκεκριμένες μικροσκοπικές θέσεις οι οποίες περιέχουν ένα άγνωστο είδος βακτηρίων του γένους Isoptericola με μεγάλες δυνατότητες για τη βιοαποικοδόμηση καυσίμων σε περιβάλλοντα μολυσμένα με ντίζελ ή βενζίνη.
Ο ρόλος των βακτηρίων Isoptericola
Η βιοαποκατάσταση ή βιοεξυγίανση είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιεί φυσικά στοιχεία, όπως μικροοργανισμούς, φυτά και μικρόβια, για την αποτοξίνωση των προσμείξεων στο έδαφος και σε άλλα περιβάλλοντα. Ερευνητές, συμπεριλαμβανομένου του Erko Stackebrandt, μικροβιολόγου στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου, μεταξύ άλλων, είχαν ανακαλύψει ότι τα βακτήρια του γένους Isoptericola θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για βιοαποκατάσταση.
Αλλά μέχρι τώρα, αυτά τα στελέχη είχαν μελετηθεί σε μέρη όπου είχαν συμβεί διαρροές καυσίμων ή πετρελαίου.
Η τελευταία ισπανική μελέτη, που δημοσιεύθηκε στη δημοσίευση Nature ωστόσο, αναζήττησε πιθανούς τρώγοντες καυσίμων σε καθημερινά περιβάλλοντα όπου η παρουσία βενζίνης και ντίζελ είναι μόνιμη. Ο στόχος ήταν να βρεθούν μικροοργανισμοί που δεν δείχνουν το δυναμικό βιοαποκατάστασής τους σε τυχαία σενάρια όπως οι πετρελαιοκηλίδες, αλλά αυτά έχουν προσαρμοστεί σε καθημερινά περιβάλλοντα, πράγμα που σημαίνει ότι θα είναι πιο αποτελεσματικά σε έργα απολύμανσης.
Ο βιολόγος Manuel Porcar Miralles, συν-συγγραφέας της μελέτης, εξηγεί: «Πάντα λέω ότι είμαστε λίγο σαν τον José Saramago στα μυθιστορήματά του: ξεκινάμε από την υπόθεση του "τι θα συνέβαινε αν;" Με αυτόν τον τρόπο, σκεφτόμαστε τι μπορεί να υπάρχει σε έναν ιστότοπο που δεν έχει μελετηθεί μέχρι σήμερα».
Αυτή η θεωρία τους οδήγησε να ψάξουν στα καπάκια των ρεζερβουάρ αυτοκινήτων, ένα εχθρικό και ακραίο περιβάλλον όπου η μικροβιακή κοινότητα πρέπει να επιβιώσει σχεδόν αποκλειστικά με υπολείμματα καυσίμου.
Τι έδειξε η μελέτη
Η μελέτη εντόπισε την παρουσία στελεχών που ανήκουν σε δώδεκα γένη. Όλα έδειξαν δυνατότητες υποβάθμισης των καυσίμων. «Καλλιεργήσαμε αρκετά μικροβιακή στελέχη που υποβαθμίζουν μεταξύ 50% και 60% του καυσίμου σε λίγες εβδομάδες», λέει ο Miralles.
Μεταξύ των βακτηρίων, οι ερευνητές βρήκαν ένα άγνωστο είδος του γένους Isoptericola με μεγάλη δυνατότητα εξάλειψης της μόλυνσης.
Η μελέτη αναφέρει ότι «οι διαρροές καυσίμων είναι μία από τις κύριες αιτίες μόλυνσης του εδάφους και των υπόγειων υδάτων». Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, η ομάδα στράφηκε στα βακτήρια.
«Τα βακτήρια έχουν εξελιχθεί εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια και, ως αποτέλεσμα, έχουν αναπτύξει ένα πολύ ευρύ φάσμα μεταβολικών οδών που τα καθιστά ικανά να λαμβάνουν ενέργεια από σχεδόν κάθε οργανική ένωση. Η πανταχού παρούσα παρουσία τους στη φύση, η μεταβολική τους ποικιλομορφία, οι υψηλοί ρυθμοί ανάπτυξης και η ικανότητά τους για οριζόντια μεταφορά γονιδίων, τα καθιστούν τέλειους υποψήφιους για τη βιοεξυγίανση ρύπων, συμπεριλαμβανομένων των καυσίμων».
Η επιστημονική ομάδα σκέφτηκε ότι θα μπορούσε να έχει καλύτερα αποτελέσματα αν ερευνούσε ένα περιβάλλον που δεν είχε μελετηθεί προηγουμένως, δηλαδή τα οχήματα.
«Τα αυτοκίνητα με κινητήρες εσωτερικής καύσης εξακολουθούν να είναι τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα οχήματα, αλλά δεν είχαν θεωρηθεί προηγουμένως ως πηγή βιοτεχνολογικά σχετικών βακτηρίων», αναφέρουν οι συγγραφείς της μελέτης.
Η ομάδα εξέτασε τα βακτήρια στα καπάκια των ρεζερβουάρ των αυτοκινήτων επειδή έρχεται σε επαφή με το καύσιμο και συνήθως υπόκειται σε υψηλές θερμοκρασίες.
«Είναι ένα ιδανικό σενάριο για να βρούμε και να απομονώσουμε βακτήρια με βιοεπιφανειοδραστική δραστηριότητα, τα οποία είναι ήδη προσαρμοσμένα σε συνθήκες όπου η μόνη άμεση πηγή άνθρακα που λαμβάνουν είναι ο υδρογονάνθρακας», αναφέρουν στη μελέτη τους οι ερευνητές.
Η ανακάλυψη μιας μικροβιακής κοινότητας που θα μπορούσε να αποικοδομήσει αποτελεσματικά τα καύσιμα σε ένα τόσο εχθρικό περιβάλλον, καθώς και η ταυτοποίηση ενός άγνωστου βακτηρίου με μεγάλες δυνατότητες στον τομέα αυτό, έχει εφαρμογές στη βιοαποκατάσταση.
«Υπάρχουν δύο θεμελιώδεις βιολογικές στρατηγικές: είτε περιμένεις τους μικροοργανισμούς να δράσουν από μόνοι τους είτε μπορείς να επέμβεις, εμβολιάζοντας τους επιλεγμένους, επειδή αποικοδομούν ιδιαίτερα καλά τους υδρογονάνθρακες», κατέληξε ο Μiralles.
Πού μπορούν να είναι χρήσιμα τα βακτήρια
Υπάρχει όμως και η θετική πλευρά. Αυτοί οι μικροοργανισμοί μπορούν να εφαρμοστούν στην επίλυση μεγάλης ποικιλίας προβλημάτων.
Ο Max Kelly, από τη Σχολή Φυσικών και Περιβαλλοντικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Νιούκαστλ, μελετά πώς η βιοαποκατάσταση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αντιμετώπιση ενός από τα μεγαλύτερα προβλήματα στη Γη: της πλαστικής ρύπανσης στον ωκεανό. Η ομάδα του, σύμφωνα με έρευνα που δημοσιεύθηκε στο Environmental Pollution, βρήκε νέους τύπους βακτηρίων που αναπτύσσονται σε πλαστικό στη βαθιά θάλασσα.
Αυτά τα βακτήρια αντιπροσώπευαν μόλις το 1% της συνολικής κοινότητας.
Ο Tobias Erb, από το Ινστιτούτο Max Planck για την Χερσαία Μικροβιολογία στη Γερμανία, μελετά επίσης τη χρήση των βακτηρίων του εδάφους Kitasatospora setae σε συνθετική σταθεροποίηση άνθρακα - τη διαδικασία μηχανικής οργανικών συστημάτων για την απορρόφηση διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα πιο γρήγορα από ό, τι τα φυτά φυσικά – ακόμη και στην παραγωγή αντιβιοτικών.
Ο Soichi Wakatsuki, καθηγητής του Στάνφορντ και ένας από τους κύριους ηγέτες μιας μελέτης για τη σταθεροποίηση του άνθρακα που δημοσιεύθηκε στο ACS Central Science, εργάζεται για την ανάπτυξη βιοδραστών για τεχνητή φωτοσύνθεση που μπορεί να μετατρέψει το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα σε όλα τα είδη προϊόντων.
Πηγή: iEidiseis.gr
