TechFact
تازه های فناوری و علم روز دنیا به همراه آموزش ها و محصولات متنوع

باکتری‌هایی که پلاستیک می‌خورند.

یافته‌های جدید برای از بین بردن آلودگی پلاستیکی

سخنرانی تد

انسان‌ها سالانه ۳۰۰ میلیون تن پلاستیک جدید تولید می‌کنند و علی‌رغم تمام تلاش‌های ما کمتر از نه درصد از آن بازیافت می‌شود. آیا راه بهتری برای مقابله با این زباله ها وجود دارد؟ مورگان ویگ، میکروب‌شناسی است که روی باکتری‌هایی مطالعه می‌کند که طی فرآیند سازگاری، توانایی تغذیه از پلاستیک را پیدا کرده‌اند و می‌توانند به ما در حل مشکل آلودگی کمک کنند. در این‌جا میخواهیم متن سخنرانی او در TED TALK را بخوانیم. ویدیوی مرتبط را میتوانید از‌طریق لینک پیوست مشاهده کنید.

پلاستیک؛ ماده‌ای مفید برای انسان، بلای جان سیاره

پژوهشگران تخمین می‌زنند که تا سال ۲۰۵۰ مقدار پلاستیک از تعداد ماهی‌های اقیانوس‌ها بیشتر شود.

علی‌رغم تمام تلاش‌های ما تنها نه درصد از پلاستیک‌های مصرفی ما بازیافت می‌شود و نکته‌ی ناراحت‌کننده‌تر آن است که پلاستیک، ماده‌ای بسیار مقاوم و بادوام است. پژوهشگران تخمین می‌زنند که تجزیه‌ی کامل آن‌ها شاید بین ۵۰۰ تا ۵۰۰۰ سال طول بکشد.

فروشویی پلاستیک‌ها آلاینده‌های شیمیایی خطرناکی را وارد خاک، اقیانوس‌ها، غذا، آب و درنهایت بدن ما می‌کند.

راه‌حل ما برای مقابله با این مشکل چیست؟

پلاستیک ارزان، مقاوم و انطباق‌پذیر است و همه‌جا یافت می‌شود. اما خبر خوب این است که چیز دیگری هم مانند پلاستیک وجود دارد که ارزان، مقاوم و انطباق‌پذیر است و همه‌جا یافت می‌شود؛ تحقیق من نشان می‌دهد که این چیز می‌تواند در حل معضل آلودگی پلاستیک به ما کمک کند.

من درباره‌ی باکتری‌ها حرف می‎زنم.

باکتری‌ها، موجودات ریز میکروسکوپی هستند که با چشم غیرمصلّح قابل‌دیدن نیستند و همه‌جا زندگی می‌کنند؛ در تمام محیط‌های ناهمگون و سخت؛ از شکم انسان گرفته تا خاک، پوست و… تا حفره‌های کف اقیانوس که دمای هوا در آن‌جا تا ۳۷۰ درجه سلسیوس می‌رسد.

باکتری‌ها همه‌جا زندگی می‌کنند؛ در تمام محیط‌های ناهمگون و سخت، بنابراین آن‌ها باید برای تامین غذای خود بسیار خلاق باشند.

آن‌ها بسیار زیاد هستند؛ محققان تخمین می‌زنند که حدود پنج میلیون تریلیون تریلیون – یعنی یک پنج و سی صفر جلوی آن – باکتری روی زمین وجود دارد.

حالا درنظربگیرید که ما انسان‌ها سالانه ۳۰۰ میلیون تن پلاستیک جدید تولید می‌کنیم و قطعا رقم پلاستیک تولیدی با تعداد باکتری‌ها قابل‌مقایسه نیست. بعد از دانستن این موضوع و بعد از یادگرفتن تمام راه‌های خلاقانه‌ای که باکتری‌ها غذای‌شان را تولید می‌کنند، من به این فکرکردم که آیا این باکتری‌ها می‌توانند در این محیط آلوده به پلاستیک راهی پیدا کنند تا از پلاستیک به‌عنوان غذا استفاده کنند؟ این سوالی است که چند سال پیش تصمیم گرفتم تا به‌دنبال راه‌حل آن بگردم.

حالا خوشبختانه، من از یکی از آلوده‌ترین شهرهای امریکا، هیوستون تگزاس می‌آیم؛ در زادگاه من به‌تنهایی هفت سایت انهدام زباله‌های سمی ازسوی سازمان‌حفاظت‌ازمحیط‌‌ زیست تعیین شده است. این سایت‌ها به‌قدری آلوده هستند که دولت، پاک‌سازی آن‌ها را جزء اولویت‌های ملّی قرار‌داده‌است. پس من تصمیم گرفتم که از یکی از این سایت‌ها بازدیدی داشته‌باشم و نمونه‌های خاکی که پر از باکتری است را جمع‌آوری کنم.

در ابتدا با یک پروتکل کلنجار رفتم که توسط آن سعی داشتم یک‌جور وسیله ی بدون کربن یا یک محیط بدون غذا را ایجاد کنم؛ محیطی بدون کربن‌ها یا غذاهای معمولی‌ای که باکتری‌ها برای ادامه‌ی زندگی به آن‌ها نیاز دارند. در این محیط به باکتری‌ها فقط یک منبع تغذیه یا یک کربن تنها می‌دادم، آن‌ها را با پلی‌اتیلن‌ترفتالات یا پلاستیک‌پت(PET Plastic) تغذیه می‌کرد.

پلاستیک‌پت یکی از پرکاربردترین پلاستیک‌های دنیاست، این پلاستیک در انواع ظرف غذا و بطری‌های نوشیدنی‌ها به‌کار می‌رود که شناخته‌شده‌ترین نمونه‌ی آن، بطری آب‌معدنی است که امروزه انسان‌ها با سرعت یک‌میلیون در دقیقه آن را مصرف می‌کنند. آن‌چه که من لازم بود انجام بدهم، این بود که باکتری‌ها را در معرض رژیم‌غذایی اجباری پلاستیک پت قرار بدهم تا ببینم کدام‌شان ممکن است در این شرایط جان سالم به‌درببرد یا خیلی خوش‌بینانه رشد کند؛

این آزمایش نوعی غربالگری بود تا باکتری‌هایی که خود را با محیط آلوده به پلاستیک وفق می‌دادند و توانایی تغذیه از پلاستیک‌پت داشتند را شناسایی کنم، با استفاده از این غربالگری توانستم تعدادی باکتری پیداکنم که این کار را انجام داده بودند، این باکتری‌ها راهی برای تغذیه از پلاستیک پیدا کرده بودند.

این باکتری‌ها چطور این کار را انجام می‌دهند؟

درست شبیه ما انسان‌ها که کربن یا انواع غذا را به واحدهای ساده‌ی قندی – گلوکز – تبدیل می‌کنیم تا بعداً از انرژی آنها استفاده کنیم، باکتری‌ها هم برای هضم این نوع پلاستیک بسیار بزرگ، مقاوم و بادوام از آنزیم‌ها استفاده می‌کنند.

آنزیم‌ها ترکیبات ساده‌ای هستند که در تمام چیزهای زنده وجود دارند. انواع مختلفی از آنزیم‌ها وجود دارند و سرعت فرآیندهای شیمیایی را بالا می‌برند؛ مثلاً ما انسان‌ها به‌کمک آنزیمی به‌نام آمیلاز، زنجیره‌های پیچیده‌ی نشاسته را به گلوکز تبدیل می‌کنیم تا بتوانیم به‌راحتی از انرژی آن‌ها استفاده کنیم. باکتری‌هایی که توانستند پلاستیک‌پت را هضم کنند، آنزیمی ویژه به‌نام لیپاز دارند که این آنزیم به پلاستیک‌پت می‌چسبد و باعث می‌شود که به قطعات کوچک‌تر قندی تبدیل شود تا باکتری‌ها بتوانند از آن برای تامین انرژی استفاده کنند.

تبدیل پلاستیکی به بزرگی و مقاومت پلاستیک‌پت به واحدهای قابل‌هضم قندی چیزی شبیه معجزه است اما حالا می‌دانیم که غیرممکن نیست.

این روش برای جلوگیری از افزایش آلودگی پلاستیکی و ازبین‌بردن آلودگی‌های قبلی بسیار موثر است.

آمارهایی که فقط درمورد آلودگی جهانی پلاستیک در این سخنرانی بیان شد، هراس‌انگیز هستند و این ارقام خاطرنشان می‌کنند که اگرچه کاهش، استفاده‌ی دوباره و بازیافت بسیار مهم هستند اما برای حل این مشکل کافی نیستند و اینجاست که باکتری‌ها به‌کمک ما می‌آیند.

نگرانی‌های عمومی درباره‌ی باکتری‌ها
  • آیا خطر انتشار این باکتری‌ها در محیط وجود دارد؟

خیر؛ زیرا این باکتری‌ها همین حالا هم در محیط وجود دارند و ما نمی‌خواهیم آن‌ها را از نظر ژنتیکی دست‌کاری کنیم، بلکه فقط میخواهیم آن‌ها را در شرایطی قراردهیم که مجبور به هضم پلاستیک شوند.

  • آیا سرعت این فرآیند بیش از حد آهسته نیست؟

این فرآیند درحال‌حاضر بسیار آهسته انجام می‌شود چراکه ما اجازه می‌دهیم واکنش، روند طبیعی خود را طی کند اما در آینده‌ای نزدیک، ما خواهیم توانست سرعت این فرآیند را به حد مطلوب و قابل‌قبولی برسانیم؛ به این منظور ما آزمایش‌هایی توسط اشعهUV و ماوراءبنفش روی باکتری‌ها انجام می‌دهیم که اساساً به این معنی است که ما پلاستیک‌پت را با نور خورشید منفجر می‌کنیم تا هضم آن برای باکتری‌ها آسان‌تر شود.

در آخر، تحقیق من درصدد آن است تا سیستمی بدون کربن در ابعاد صنعتی شبیه به کود بسازد که این باکتری‌ها بتوانند در یک سیستم کنترل‌شده رشد کنند که تنها منبع تغذیه‌شان پلاستیک‌پت است.

روزی را تصورکنید که در آن قادر خواهید بود با قراردادن تمام زباله های پلاستیکی خود در یک سطل زباله در کنار خیابان، تاابد از شر آن‌ها خلاص شوید. به‌نظر من با قدری سخت‌کوشی این امر تحقق می‌یابد. باکتری‌های پلاستیک‌خوار نوشدارو نیستند اما با توجه به آمارهای کنونی، واضح است که ما انسان‌ها نمی‎‌توانیم کمک زیادی به حل این مشکل بکنیم زیرا ما با مشکلات اضطراری آلودگی پلاستیکی روبه‌رو هستیم و باکتری‌ها می‌توانند بخش مهمی از این راه‌حل باشند.

سخنران: مورگان ویگ

مترجم: تارا تیموری

برای تماشای ویدیو ازطریق YouTube اینجا کلیک کنید.

برای تماشای ویدیو ازطریق سایت Ted اینجا کلیک کنید.