סוד הגן הנעלם

הדרך לשינוי פני תעשיית הדלקים הביולוגיים עוברת דרך דובי הפנדה ומושבות הנמלים
X זמן קריאה משוער: 3 דקות

הניסיונות להפחית את התלות במשאבים מחצביים כמו נפט וגז, וכך גם את פליטת גזי החממה, הביאו את הטכנולוגיות לאנרגיה מתחדשת לספק 13% מדרישת האנרגיה העולמית. הישג לא רע, כשמתוכו 77% מהווה הבִּיוֹ-אנרגיה, המופקת מגידולים שונים ופסולת אורגנית. נכון להיום, קרוב לשלושה אחוז מהדלק לענף התחבורה בעולם הוא דלק ביולוגי. להגדיל נתח זה לעשרות אחוזים עם הטכנולוגיה הקיימת כיום, זו משימה בלתי אפשרית.

הקושי המרכזי העומד בפני חברות המייצרות דלק ביולוגי טמון בסוגי הבִּיוֹמָסָה, אותו חומר גלם שהחברות מפרקות כדי להפיק ממנו את סוגי הדלקים. תירס וקני סוכר, למשל, משמשים להפקת ביו-אתאנול, ומשמנים צמחיים או שומן בעלי חיים ניתן להפיק ביו-דיזל. אבל ביומסה מסוגים אלה לא בדיוק מתגלגלת ברחוב, בלשון המעטה. צריך להקצות שטחים עצומים ולהשקיע מאמץ אדיר בגידולם. כך שלמעשה, השימוש בהם לצורך דלק, מתחרה בשימושם לצורך מזון לבני אדם או בעלי חיים. הפרדוקס הוא פשוט: להפקת דלק מגידולים שונים (תירס בעיקר) יש רף מוגבל בשל השפעתו על עליית מחירי המזון מחד, ומאזן האנרגיה מאידך (כלומר, השקעת דלקים מחצביים בגידולים שנועדו לשם הפקת דלקים לא מחצביים).

על כן, תקווה גדולה טמונה בביומסה אחרת, כזו שניתן למצוא בשפע כמו שאריות גידולים בלתי אכילים, דשא, שלכת, נסורת ועוד. ההצלחה לייצר מכל ה"אשפה" הזו דלק באופן יעיל, תשנה את פני תעשיית הביו-אנרגיה וכנראה גם תשפיע על תעשיית האנרגיה כולה בעולם. הבעיה היא שהחומרים הללו אינם מתפרקים בקלות. האנזימים (חלבונים המזרזים תהליכים כימיים) בהם משתמשת התעשייה, מצליחים לפרק בקלות תירס אך כשזה מגיע לעלים של קלחי התירס (או באופן סציפי, את סיבי הצלולוז המרכיבים את דופן התא למולקולות גלוקוז פשוטות), זה כבר סיפור אחר לגמרי.

במסעות החיפוש אחר הגביע הקדוש שבאמצעותו נצליח לפרק בקלות פסולת צמחית בלתי ניתנת לעיכול, מדענים פונים לבעלי החיים ולאורגניזמים שבטבע, תוך ניסיון לגלות דרכם את האנזימים הדרושים. אחד המקומות הוא מושבותיהן של נמלים החותכות ומשנעות עלים (Leafcutter ants). מושבה טיפוסית, שהינה מהגדולות שבמחלקת החרקים בטבע, עשויה למנות 8 מיליון נמלים הנושאות על גביהן מליארדי עלים שבאמצעותם הן מדשנות גן פטריות המזין אותן. המדענים העוקבים אחר שיירות הנמלים אל גני העלים הנעלמים הללו, שואלים את עצמם שאלה פשוטה: מה יש במצע הפטריות המפרק ביעילות שכזו את העלים? שאלה זו דחפה צוותי מחקר לנסות ולאתר את מנגנון הפירוק באופן מפורט. האופן בו גני הפטריות הללו מצליחים לפרק את העלים לא היה ברור עד כה, אך בהתקדמות משמעותית שהושגה לאחרונה, צוות מדענים באוניברסיטת וויסקונסין-מדיסון הצליח להראות את הרצף הגנטי של הפטריות, המייצר 145 אנזימים האחראים לפירוק.

פנדות, הן כיוון מחקרי נוסף מהשנים האחרונות. כן, אותה חיה נכחדת שבני אדם טורחים מזה שנים על שימורה בעיקר משום שהיא חמודה, צופנת במעיה את תשובה אפשרית לביו-דלק של העתיד. למרות היותם טורפים במקור, דובי פנדה זנחו את התפריט הקרניבורי לטובת זה הצמחוני. עלי הבמבוק שהם זוללים רוב היום אינם מתעכלים בקלות אך מיקרואורגניזם המצוי במעי שלהם מסייע להם במשימה זו. לפני כחודשיים, בכנס של American Chemical Society, התפרסם כי נמצאו 17 סוגי מיקרואורגניזם המפרקים 65.4% מהחומרים הקשים לפירוק, ומפיקים מהם סוגי סוכרים שונים אותם קל להפוך לביו-דלקים.

לצוותים עוד נכונים אתגרים רבים בדרכם. הצוות מאוניברסיטת וויסקונסין, עוד צריך להבין את תפקיד הבקטריות בגן הפטריות המפרקות את העלים ונראה גם, כי תהליך הפירוק אינו מתרחש בפעם אחת, אלא בכמה שלבים שבכל אחד מהם פועל אנזים אחר. לאחר פיצוח המנגנון, המטרה ארוכת הטווח היא להצליח לייצרו באופן מלאכותי ולשנות באמצעותו את תעשיית הביו-אנרגיה.

מקורותחיקוי דלק ביולוגי- כתבה במגזין The Scientistמיקרואורגניזמים במעי דב הפנדה עשוי לסייע בייצור ביו-דלק – כתבה ב- Economistביו-דלק – הערך בוויקיפדיה

מחשבה זו התפרסמה באלכסון ב


תגובות פייסבוק

תגובה אחת על סוד הגן הנעלם