3 miesiące temu

Czy “superchłonne” rośliny rozwiążą problem globalnego ocieplenia?

Powszechnie wiadomo, że klimat ciągle się zmienia i dotyczy to również naszych czasów.  Większość naukowców jest zgodna, że globalne ocieplenie rzeczywiście następuje obecnie na naszej planecie, czego dowodzą liczne obserwacje i pomiary. Dyskusja toczy się jedynie nad tym, w jakim stopniu  dokłada się do jego rozwoju.

Potencjalnych przyczyn tego procesu możemy upatrywać się w wielu różnych źródłach, ale pewne jest to, że bezpośrednim sprawcą ocieplenia są gazy cieplarniane m.in. dwutlenek węgla (CO2). Przyrost stężenia tych gazów w atmosferze skutkuje tzw. efektem szklarni (cieplarnianym), pochłaniając emitowane przez Ziemię promieniowanie podczerwone, czego rezultatem jest obserwowany wzrost temperatury. Jak pokazują dane z NASA, poziom CO2 w atmosferze dramatycznie wzrósł w ostatnim stuleciu, co słusznie może budzić nasze obawy.

Dochodzimy zatem do miejsca, w którym mamy problem oraz przyczynę —  ocieplenie klimatu wskutek wzrostu stężenia CO2 (i innych gazów cieplarnianych) w atmosferze. Chcąc rozwiązać problem, należy zlikwidować przyczyny, bo jak można się spodziewać, doraźne działania na dłuższą metę się nie sprawdzą.

Sposoby na rozwiązanie tej palącej kwestii są dwa: ograniczenie emisji CO2 lub oczyszczanie atmosfery z tego gazu poprzez przechwytywanie go. W pierwszym przypadku sprawa jest oczywista i powszechnie stosowana w postaci wszelkich ograniczeń prawnych dotyczących spalania paliw stałych, nakładania filtrów na kominy oraz zamiany tradycyjnych źródeł energii na energię odnawialną.

W drugim przypadku wciąż jest jednak wiele do zrobienia. Opracowanie skutecznych metod pochłaniania nadmiaru CO2 z atmosfery to coś, w czym naukowcy i inżynierowie stawiają dopiero pierwsze kroki.

Wykres NASA pokazujący zmiany stężenia CO2 w powietrzu przez ostatnie 400 tys. lat. Od lat 50 ubiegłego wieku stężenie tego gazu osiągnęło wartość większą niż przez ostatnie pół miliona lat i wciąż wzrasta. Źródło: NASA

Na jedno z możliwych rozwiązań tego problemu wpadli badacze z Instytutu Maksa Plancka w Niemczech, o czym  w krótkim filmiku opowiedział jeden z nich Tobias Erb. Ich pomysł polega na zwiększeniu efektywności pochłaniania  CO2 przez glony oraz rośliny, które używają go do produkcji swojej biomasy w procesie fotosyntezy (porównując do zwierząt  — żywią się nim).

I choć od dawna mówi się o tzw. zielonych płucach, czyli idei wykorzystania lasów do oczyszczania powietrza z dwutlenku węgla, to w rzeczywistości zwykłe rośliny wcale nie są do tego celu tak skuteczne, jak mogłoby się wydawać. Problem leży w enzymie RuBisCO, który determinuje szybkość przyswajania dwutlenku węgla przez rośliny w procesie fotosyntezy. Mianowicie jest on wyjątkowo powolny, pozwalając na wiązanie od 5 do 10 cząsteczek CO2 na sekundę.

Założeniem Niemieckich naukowców było znalezienie efektywniejszych enzymów, które mogłyby zastąpić RuBisCO. Jak podaje pan Tobias, jego zespołowi udało się otrzymać ich aż 17. Co więcej, efektywność jednego z nich jest aż 20 razy większa niż RuBisCO, pozwalając na wiązanie nawet do 80 cząsteczek CO2 na sekundę. Eksperymenty prowadzone były jedynie w warunkach in vitro, poza żywymi organizmami, jednakże badaczom udało się połączyć ze sobą pracę enzymów w postaci działających cyklów chemicznych, skutecznie wiążących CO2. Jest więc duża szansa, że to, co zadziałało w probówce, mogłoby zadziałać także w żywej komórce.

Jak naukowcy zamierzają wykorzystać to w praktyce? Możliwości są dwie: albo stworzyć sztuczne organy fotosyntetyzujące (np. liście), albo metodami inżynierii genetycznej przenieść efektywniejsze enzymy do żywych organizmów (glonów, a nawet roślin wyższych).  W rezultacie badacze chcą otrzymać rośliny zdolne do pochłaniania i zamieniania we własną biomasę wielokrotnie większych ilości CO2  niż ma to miejsce w zwykłej fotosyntezie. Na chwilę obecną to wciąż jednak tylko plany na przyszłość, choć zapowiedzi są dość optymistyczne.

To, że klimat aktualnie się ociepla, jest już pewne. W historii naszej planet na przemian bywały okresy ciepła i chłodu i w gruncie rzeczy aktualnie wcale nie żyjemy w najcieplejszych czasach. Również stężenie CO2 w atmosferze bywało już znacznie wyższe niż obecnie (np. w okresie kredy). Wniosek, jaki można z tego wyciągnąć, jest taki, że dla Ziemi i istniejącego na niej życia globalne ocieplenie nie oznacza apokalipsy. Pytanie, czy nie oznacza ono jednak zagłady dla naszego gatunku i czy rzeczywiście powinniśmy zacząć temu przeciwdziałać, chociażby przy pomocy “superchłonnych” roślin.

Źródło