يعتمد حوالي 3 مليارات شخص اليوم على الأسماك كمصدر عالي الجودة للبروتين. يتم الآن "استزراع" الكثير من هذه الأسماك ، مما قد يكون صعبًا على البيئة. لكن يعتقد الباحثون أن لديهم طريقة لجعل الأسماك المستزرعة "أكثر خضرة". يمكن أن تساعد تقنيتهم أيضًا في التعامل مع مشكلة ثانية - زيادة انبعاثات غاز الميثان ، وهو أحد الغازات المسببة للاحتباس الحراري. اقتراحهم:استخدام غاز الدفيئة هذا لصنع طعام للأسماك أو المواشي الأخرى.
الشرح:أول أكسيد الكربون وغازات الدفيئة الأخرى
تتسبب شركات النفط والغاز الطبيعي ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي ومدافن القمامة والماشية في توليد الكثير من تلوث غاز الميثان. كغاز دفيئة ، يمتص الميثان حرارة الشمس ، وبصورة جيدة. على مدار قرن من الزمان ، سيؤدي كيلوغرام واحد من الميثان إلى تدفئة الغلاف الجوي 25 مرة أكثر من كيلوغرام واحد من ثاني أكسيد الكربون (أو CO).
لحسن الحظ ، توجد طرق لالتقاط الميثان بشكل فعال ، كما تقول سحر العبادي. هي مهندسة بيئية في جامعة ستانفورد في كاليفورنيا. كما قادت الدراسة الجديدة. معظم الشركات لا تلتقط نفايات الميثان. يقول العبادي إنهم يجدون أنه من الأسهل إشعال الغاز - أي حرقه. (هذا الحرق يحول الميثان إلى أول أكسيد الكربون ، مما يخلق مشكلة جديدة.)
عندما انضمت العبادي إلى جامعة ستانفورد كطالبة دكتوراه ، كانت مشرفتها تصنع نوعًا جديدًا من البلاستيك. يمكن للبكتيريا تحطيمها بحيث لا تصبح ملوثًا طويل الأمد. لكن مصدر البلاستيك كان النفط الخام. هذا الوقود الأحفوري لم يكن متجددًا ولا نظيفًا.
في نفس الوقت تقريبًا ، اكتشف باحثون في بلجيكا أن الأسماك والروبيان يتغذون بسعادة على البكتيريا التي تعمل على تحلل هذا البلاستيك الجديد. أثار هذا الأمر فضول العبادي. أرادت إيجاد استخدامات جديدة للنفايات من صناعات النفط والتعدين. ومن بين تلك النفايات:الغاز الطبيعي المشتعل.
في بحثها ، علمت العبادي بشركات تستخدم الميثان لصنع بروتينات غذائية. تساءلت عما إذا كان بإمكانها إطعام السمك هذا البروتين. وإليك لماذا يمكن أن يساعد ذلك البيئة. اليوم ، معظم الأسماك المستزرعة تتغذى على مسحوق السمك. هذه أسماك مجففة مطحونة يمكن أن يأكلها الناس أو الحيوانات الأخرى.
مشكلة واحدة:الأشخاص الذين يصنعون هذا البروتين كانوا يشترون الغاز الطبيعي للحصول على الميثان. هذا جعل تلك البروتينات الجديدة مكلفة. يقترح فريق العبادي الآن جعل البكتيريا تأكل الميثان ، ثم تطعم تلك الميكروبات الغنية بالبروتين للأسماك. يمكن أيضًا تغذية هذه البروتينات لأنواع أخرى من حيوانات المزارع.
نمو البكتيريا
كانت الخطوة الأولى لباحثي جامعة ستانفورد هي العثور على ميكروبات تأكل هذا الميثان. تُعرف هذه باسم methanotrophs (Meh-THAN-oh-troafs). إنها شائعة جدًا ، كما تلاحظ مارينا كاليوجنايا. تعمل في جامعة ولاية سان دييغو في كاليفورنيا ، حيث تدرس مثل هؤلاء الذين يتناولون غاز الميثان. وأوضحت أن هذه الميكروبات "يمكن جمعها من البحيرات والتربة والمحيطات والأنهار وحتى من جذور النباتات".
لزراعة هذه البكتيريا في المختبر ، استخدم العبادي وعاءً خاصًا. ثم قام فريقها بملء نصف الحاوية بالماء البارد وإضافة الميكروبات المتعطشة للميثان. قدم أحد الأنابيب التي دخلت الحاوية تيارًا من الميثان. جلبت أنابيب إضافية غازات أخرى الميكروبات اللازمة للنمو والتنفس وصنع البروتينات.
يقول كاليوزنايا إن عدد سكان الميثانوتروف سيتضاعف كل ثلاث ساعات. هذا يعني أنك إذا وضعت 28 جرامًا (أونصة) من الميكروبات في الحاوية واستمرت في إطعامها الميثان والمواد المغذية لمدة 24 ساعة ، فقد ينتهي بك الأمر بأكثر من 7 كيلوغرامات (15.4 رطل) من البكتيريا!
في كثير من الأحيان ، سيتم تصفية هذه الثروة المتزايدة من البكتيريا وتجفيفها ومعالجتها كغذاء للأسماك. وصف فريق العبادي عمليتها الجديدة في 22 تشرين الثاني (نوفمبر) في موضوع استدامة الطبيعة .
مصدر بروتين جديد يمكن أن يكون ميسور التكلفة
يقول فريق ستانفورد إنه من خلال التركيز على نفايات الميثان ، يمكن أن تصبح العملية الجديدة ميسورة التكلفة. الكهرباء للحفاظ على درجة حرارة غرفة نمو الميكروبات هي التكلفة الكبيرة الوحيدة. عندما يكون سعر الكهرباء منخفضًا ، يمكن إنتاج طن من علف الأسماك مقابل 386 دولارًا أقل من تكلفة معظم وجبات الأسماك ، كما يقول الباحثون.
وإذا وجدوا بكتيريا آكلة للميثان تنمو في ظروف أكثر دفئًا ، كما يقول العبادي ، "فإن سعر علف الأسماك [هذا] يمكن أن يصبح أرخص".
يلاحظ دوريان ليجر أن هذا النظام الجديد "يحاكي دورة الغذاء الموجودة في الطبيعة". يعمل في ألمانيا في شركة Connectomix الناشئة. (إنها شركة تكنولوجيا حيوية.) في الصيف الماضي ، كان جزءًا من فريق درس طريقة فعالة لصنع أنواع مماثلة من البروتينات البكتيرية. بدلاً من الميثان ، استخدم فريقه الطاقة من الألواح الشمسية لتعديل ثاني أكسيد الكربون بحيث يمكن استخدامه في إنتاج البروتينات.
يقول كاليوزنايا:"تتمتع تقنية ستانفورد بإمكانيات مذهلة". لكنها تلاحظ أنه يجب أن يتم تنفيذها على نطاق واسع. وأوضحت أنه على نطاق ضيق ، قد يتطلب الأمر الكثير من العمل ويستهلك الكثير من الطاقة.
تصحيح:تم تغيير هذه القصة للإشارة إلى الانتماء الجديد لدوريان ليجر.
