Harga gas naik dan populasi panda dunia yang sangat rendah-bagaimana jika seseorang memberitahu anda bahawa kami tidak akan dapat menyelesaikan satu masalah untuk kedua-dua masalah ini? Sekiranya ia kelihatan terlalu baik untuk menjadi kenyataan, fikirkanlah lagi; saintis di Universiti Negeri Mississippi sedang menjalankan penyelidikan tentang kemungkinan menggunakan panda untuk membantu menyelesaikan masalah biofuel kita, satu langkah yang boleh membawa kepada usaha pemuliharaan dalam usaha pemuliharaan dan penurunan harga minyak. Rahsia penyelesaiannya? Semuanya dalam puak panda.
Kandungan Terkait
- Para saintis Membina Kromosom Yis Dari Gores. Seterusnya? Genome Designer
Ketika datang ke biofuel, pasar didominasi oleh satu kata: etanol, biofuel yang terbuat dari jagung. Walaupun etanol adalah biofuel yang paling banyak digunakan, ia tidak semestinya disebut-sebut sebagai pengganti sempurna untuk bahan api fosil-sebenarnya, manfaat etanol telah diperdebatkan sejak penciptaannya.
Perdebatan ini sedikit sebanyak seperti ini: untuk mengisi tangki sebuah SUV dengan bahan bakar etanol, anda perlu menggunakan jagung yang cukup untuk memberi makan seorang tunggal sepanjang tahun. Sebuah makalah 2012 yang diterbitkan oleh Institut Sistem Kompleks New England memetik etanol sebagai alasan kenaikan harga tanaman sejak tahun 2005. Dan walaupun kumpulan alam sekitar mengelakkan etanol, memetik sejumlah besar bahan api fosil yang diperlukan untuk menjadikan jagung produk biofuel yang boleh digunakan dan kecenderungan syarikat membeli tanah di negara-negara membangun untuk mengembangkan biofuel yang menguntungkan daripada makanan untuk kegunaan tempatan.
Ashli Brown, seorang penyelidik di Universiti Negeri Mississippi, berpendapat bahawa dia mendapati jawapannya terhadap teka-teki bahan api alternatif ini. Dengan mengambil produk sampingan jagung-sekam, batang dan cobs-ethanol boleh dicipta tanpa mencelup ke dalam bahagian-bahagian jagung yang boleh dimakan, mengurangkan peluang kekurangan makanan dan kenaikan harga. Masalahnya ialah untuk memecahkan bahan-bahan ini, yang sangat tinggi dalam lignoselulosa, atau bahan tanaman kering, proses prapreatment khusus diperlukan. Proses ini sangat mahal dan tidak terlalu cekap, menggunakan suhu tinggi, tekanan tinggi dan asid untuk memecahkan masalah tanaman kering sebelum ia menjadi etanol. Untuk menghindari masalah ini, Brown dan penyelidik lain telah mencari penyelesaian semula jadi-bakteria, yang dapat membantu dengan pecahan bahan lignoselulosa.
Syarikat-syarikat biofuel telah mencari kaedah semulajadi untuk memecahkan bahan tumbuhan buat seketika; setakat ini, anai-anai telah menjadi kegemaran untuk mengunyah melalui bahan berkayu. Tetapi ternyata ada binatang yang lebih baik dan cuter yang dapat membantu menghasilkan biofuel. Usus panda sangat pendek, sifat fizikal yang bermaksud usus mereka telah mengandung bakteria dengan enzim yang luar biasa yang kuat untuk memecah diet kayu buluh mereka dalam waktu yang singkat.
"Masa dari makan hingga buang air besar agak pendek dalam panda, jadi mikroba mereka perlu sangat cekap untuk mendapatkan nilai pemakanan daripada buluh, " kata Brown, penyelidik yang mengetuai kerja itu. "Dan kecekapan adalah kunci apabila ia berkaitan dengan pengeluaran biofuel - itulah sebabnya kami memberi tumpuan kepada mikrob di panda gergasi."
Kajian itu bermula lebih dari dua tahun yang lalu, ketika Brown dan tim penyelidik mula memandang kotoran panda. Pada tahun 2011, mereka mengenal pasti mikroba yang mencerna ini hadir dalam tinja panda, tetapi mereka belum lagi menyatakan jenis dan jumlah mikroba yang hadir sehingga kini. Menggunakan kotoran dari dua panda gergasi Ya Ya dan Le Le di Memphis Zoo-Brown dan pasukannya melakukan penjujukan DNA pada mikrob dalam sampel mereka , mengenal pasti lebih daripada 40 mikrob dalam tinja panda yang boleh berguna untuk pecahan dan penciptaan biofuel.
Untuk mengembangkan mikrob ini pada skala perindustrian, Brown percaya bahawa saintis dapat meletakkan gen yang menghasilkan enzim tersebut ke dalam ragi - ragi-ragi ini kemudiannya dapat dihasilkan secara massal dan dituai untuk pengeluaran biofuel. Proses ini akan menjadi seperti ini: Lubang besar sekam jagung, jagung jagung, kerepek kayu, dan lain-lain bentuk bahan berserabut yang dibuang ditutup dengan ragi genetik diubah. Apabila mikrob mencerna bahan berkayu, mereka dengan cepat menjadikannya gula, yang kemudiannya dibenarkan untuk ditapai. Lama kelamaan dan selepas menapis pepejal dan apa-apa air yang berlebihan, anda akan mempunyai etanol, disuling daripada produk sisa kayu.
Pandas bukanlah satu-satunya haiwan yang hidup di atas pemakanan yang rumput, tetapi fisiologi mereka menjadikan mereka calon yang unik untuk memecahkan produk sampingan tumbuhan dengan cara yang lebih cekap. Pandas mempunyai trek pencernaan yang sama seperti mana-mana beruang lain; Tidak seperti lembu atau herbivora lain, panda tidak mempunyai perut ekstra di mana bahan lignoselulosa keras dipersiapkan sebelum dicerna. Sebaliknya, mereka mempunyai sistem usus karnivora, namun dapat mengubati nutrien yang cukup dari diet herba mereka untuk bertahan hidup.
"Kerana masa pengekalan mereka sangat pendek - mereka sentiasa makan dan mereka terus-terusan makan-untuk mendapatkan bahan untuk pemakanan, mereka harus cepat cepat memecahkannya dan mengeluarkan gula, " jelas Brown. "Banyak mikroba menghasilkan selulosa yang memecahkan biojisim lignoselulostik, tetapi ia tentang bagaimana berkesan atau seberapa berkesan mereka melakukannya." Ketika datang ke panda, nota Brown, mikrob mereka adalah beberapa ahli sains yang paling cekap telah melihat pada memecahkan bahan berkayu tumbuhan.
Dan Brown berpendapat bahawa menggunakan panda untuk kotoran mereka boleh membawa kepada lebih daripada ekonomi yang lebih hijau: ia juga boleh membawa kepada peningkatan pemuliharaan untuk haiwan, yang telah melihat bilangan mereka dalam penurunan liar kepada 1, 600 berbahaya (walaupun terdapat nasib baru-baru ini dengan panda pembiakan di penangkaran, seperti panda bayi baru di Zoo Kebangsaan). "Kajian ini juga membantu kita mempelajari lebih lanjut mengenai sistem pencernaan haiwan terancam ini dan mikroba yang hidup di dalamnya, yang penting kerana kebanyakan panda penyakit dapat mempengaruhi keberanian mereka, " kata Brown.
Brown menyatakan bahawa jika panda menjadi berharga di pasaran untuk alasan yang lebih tinggi daripada sikap yang sangat menggembirakan, ia mungkin mencetuskan langkah-langkah yang lebih besar ke arah pemuliharaan - satu langkah yang boleh memberi manfaat yang sama kepada panda dan manusia. "Sungguh mengagumkan bahawa di sini kita mempunyai terancam spesies yang hampir hilang dari planet ini, namun masih banyak yang kita belum belajar daripadanya. Ini menggariskan kepentingan menyelamatkan haiwan terancam dan terancam, "katanya. "Ia menjadikan kita berfikir-mungkin haiwan-haiwan terancam ini mempunyai kelebihan yang tidak kita fikirkan."
