يمكن لمستلزمات التنظيف والدهانات والمواد اللاصقة وغيرها من العناصر إطلاق مواد كيميائية ضارة في الهواء الداخلي. يمكن أن تكون إزالتها من هذا الهواء صعبة ومكلفة. لكن ستيوارت ستراند يعتقد أن النباتات المنزلية قد تكون قادرة على المساعدة.
ستراند مهندس في جامعة واشنطن في سياتل. يدرس طرق تنظيف البيئة باستخدام النباتات والكائنات الحية الأخرى.
الفكرة التي يعمل معها ليست جديدة. اقترحه باحثو ناسا لأول مرة في الثمانينيات. عندما تمتص النباتات الهواء من خلال أوراقها ، يمكنها استخدام بروتينات تسمى الإنزيمات لنزع سلاح السامة مواد كيميائية. لكن معظم الإنزيمات تعمل فقط على أنواع قليلة من المواد الكيميائية. وقد لا تحتوي النباتات على إنزيمات تتصدى لكل من الملوثات الموجودة في بيئتها. لذلك فإن فائدة النباتات في تنظيف التلوث محدودة بدون بعض المساعدة من العلماء.
الشرح:ما هي الجينات؟
قرر فريق ستراند العمل مع نبات منزلي يسمى pothos (POH-thoes) Ivy. لقد عززوا قدرته على تحطيم التلوث عن طريق إضافة جين مكافحة التلوث. في الاختبارات ، أزال هذا النبات المعدل بعض التلوث من الهواء.
يأمل ستراند أن تساعد مثل هذه المصانع في معالجة مشكلة تلوث الهواء في المنزل على نطاق واسع. تميل المستويات الداخلية لهذه المواد الكيميائية إلى أن تكون صغيرة. ولكن إذا استنشقها الناس كل يوم لسنوات وسنوات ، فقد يؤدي ذلك إلى الإصابة بأمراض ، مثل السرطان. قد يحصل الأطفال والمراهقون الصغار على جرعات كبيرة جدًا إذا أمضوا وقتًا أطول في المنزل من والديهم.
بدأ فريق ستراند بإعطاء النباتات الجين لصنع إنزيم يسمى 2E1. إنه إنزيم في الكبد تشترك فيه جميع الثدييات ، بما في ذلك البشر. لقد استخدموا نسخة الأرنب من هذا الجين لأنهم عملوا معه من قبل.
يستهدف هذا الإنزيم جزيئات صغيرة غنية بالكربون تسمى المركبات العضوية المتطايرة. (وهذا يعني المركبات العضوية المتطايرة.) المركبات العضوية المتطايرة مشكلة كبيرة. نظرًا لأنها تتحول إلى غاز في درجة حرارة الغرفة ، فمن السهل جدًا استنشاقها. بمجرد دخولها إلى أجسامنا ، يمكن أن تسبب المركبات العضوية المتطايرة مشاكل في التنفس ومشاكل أخرى. يمكنها أيضًا إتلاف الحمض النووي ، مما يزيد من خطر الإصابة بالسرطان.
داخل الكبد ، يمكن لـ 2E1 تكسير المركبات العضوية المتطايرة على المستوى الجزيئي. أراد فريق ستراند معرفة ما إذا كان إنزيم الكبد هذا سيفعل الشيء نفسه داخل الورقة. والخبر السار وجدوا:إنه كذلك.
نبتة واحدة صعبة
اختار الباحثون العمل مع pothos ivy - المعروف أيضًا باسم "devil’s Ivy" - لأنه نبات منزلي مشهور بالفعل. يقول ستراند:"حتى أنني لا أستطيع قتل pothos ivy ، وأنا لست جيدًا مع النباتات المنزلية."
أخذوا نباتات صغيرة يبلغ طولها بضعة سنتيمترات فقط ووضعوها في زجاجات. احتوت الزجاجات على بعض الماء وبعض العناصر الغذائية والهواء.
بعد إغلاق الزجاجات ، قام الباحثون بحقن واحدة من اثنتين من المركبات العضوية المتطايرة الشائعة داخل كل زجاجة. استقبلت بعض الزجاجات البنزين (بن زين). إنها مادة كيميائية شائعة على شكل حلقة قائمة على الكربون توجد في العديد من الأشياء ، بما في ذلك البنزين. يدخل البنزين في كثير من الأحيان إلى المنازل من خلال جراجات ملحقة. الزجاجات الأخرى تحتوي على الكلوروفورم (KLOR- أوه- شكل). تتشكل هذه المادة الكيميائية في المياه المعالجة بالكلور ، مثل ماء الصنبور. يمكنه الهروب في الهواء أثناء الاستحمام بالماء الساخن.
قام فريق ستراند أيضًا بإعداد الزجاجات مع pothos ivy العادي ، والزجاجات بدون نبات على الإطلاق. تركوا جميع الزجاجات في المختبر لأكثر من أسبوع. كل يوم ، أخذ العلماء عينات من الهواء داخل الزجاجات. قاموا بتشغيل هذه العينات من خلال آلة تسمى كروماتوجراف الغاز (Kroh-MAT-uh-graf) . يمكنه التعرف على المواد الكيميائية في الهواء.
بدأت جميع زجاجات الكلوروفورم بنفس كمية الغاز. في الزجاجات التي تحتوي على اللبلاب المعدل وراثيًا ، انخفضت مستويات الكلوروفورم بنسبة 82 بالمائة في غضون ثلاثة أيام. مستويات الكلوروفورم في زجاجات مع النباتات العادية بالكاد تتزحزح.
كانت النتائج مع البنزين متشابهة. انخفض مستواه في الزجاجات ذات الأوساخ العادية قليلاً خلال ثمانية أيام (بسبب التسريبات الصغيرة). فعلت الشيء نفسه في زجاجات خالية من النباتات. ولكن في الزجاجات التي تحتوي على نبات اللبلاب القادر على إنتاج إنزيم 2E1 ، انخفض البنزين بنحو 75 في المائة.
شارك ستراند وزملاؤه النتائج التي توصلوا إليها في 2 كانون الثاني (يناير) في العلوم البيئية والتكنولوجيا .
تنظيف المنزل
تؤكد نتائج التجربة أن إضافة 2E1 ساعدت pothos Ivy في تكسير المركبات العضوية المتطايرة الشائعة. لكن تنظيف كل الهواء داخل زجاجة صغيرة أسهل من إزالة السموم من المنزل بأكمله.
لسبب واحد ، المنازل والشقق أكبر بكثير. في الواقع ، قد لا يتمكن النبات الموجود في غرفة المعيشة من تنظيف الهواء في المطبخ. يقول ستراند:"إذا كنت ترغب في إزالة [الملوثات السامة] من الهواء وترغب حقًا في فعل ذلك بشكل جيد ، فعليك تحريك الهواء بعيدًا عن النباتات". "لا يمكنك وضع النبات هناك في الزاوية".
تميل مستويات المركبات العضوية المتطايرة في المنازل إلى أن تكون أقل بكثير من تلك التي اختبرها فريق ستراند. سيحتاج الباحثون إلى تجربة اللبلاب في الهواء بكميات صغيرة جدًا جدًا من المركبات العضوية المتطايرة ، كما تقول كارمن مارتينيز. عالمة أحياء نباتية ، وتعمل في جامعة برشلونة المستقلة في إسبانيا.
في الواقع ، يقوم فريق ستراند بإجراء اختبارات لمعرفة ما إذا كان اللبلاب الذي يحتوي على الجين 2E1 يمكنه تنظيف الهواء في منازل العالم الحقيقي. إذا نجحت ، فإنهم يأملون يومًا ما بيع هذه النباتات في المتاجر.
ومع ذلك ، لا تزال هناك عقبة أخرى تحتاج مثل هذه النباتات إلى إزالتها ، كما تقول Majbrit Dela Cruz. وهذا هو ما إذا كان الناس سيكونون على استعداد لاستخدامها.
ديلا كروز عالمة أحياء بجامعة كوبنهاغن في الدنمارك. تدرس كيف تتفاعل النباتات مع المواد الكيميائية ، وإن لم تكن جزءًا من هذه الدراسة. تلاحظ أن بعض الناس لا يثقون في الكائنات المعدلة وراثيًا ، والتي تسمى أيضًا الكائنات المعدلة وراثيًا. قد يقلقون من أن إضافة الجينات إلى النباتات سيكون لها تأثيرات غير متوقعة. أو قد يخشون أن النباتات المنزلية التي تحتوي على جينات الأرانب سوف تهرب إلى البيئة.
سيتعين على ستراند إثبات أن 2E1 لبلاب لن تنشر جيناتها في الهواء الطلق قبل الحصول على الموافقة لبيعها في الولايات المتحدة. (لا يستطيع Pothos Ivy البقاء على قيد الحياة في الطقس البارد ، لذلك في العديد من الأماكن لن يعيش طويلًا بما يكفي للتسبب في مشاكل.) وحتى مع ذلك ، قد لا يكون بعض الناس على استعداد لإحضار نبات يحتوي على جينات الأرانب إلى منازلهم. تقول ديلا كروز ، "سواء كان ذلك مفيدًا في منازلنا" سوف تعتمد على "ما إذا كان الناس سيقبلون ذلك".
