L'aumento dei prezzi del gas e una popolazione panda pericolosamente bassa - e se qualcuno ti dicesse che presto potremmo avere una soluzione a entrambi questi problemi? Se sembra troppo bello per essere vero, ripensaci; gli scienziati della Mississippi State University stanno conducendo ricerche sulla fattibilità dell'utilizzo dei panda per aiutare a risolvere i nostri problemi di biocarburanti, un passo che potrebbe portare a un aumento degli sforzi di conservazione e ad un calo delle spese di carburante. Il segreto della soluzione? È tutto nella cacca del panda.
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Quando si tratta di biocarburanti, il mercato è dominato da una sola parola: etanolo, un biocarburante a base di mais. Sebbene l'etanolo sia il biocarburante più ampiamente utilizzato, non è necessariamente pubblicizzato come un sostituto perfetto per i combustibili fossili - in effetti, il beneficio dell'etanolo è stato oggetto di accesi dibattiti dalla sua creazione.
Il dibattito va un po 'come questo: per riempire il serbatoio di un SUV con carburante a base di etanolo, devi usare abbastanza mais per nutrire una sola persona per un anno intero. Un documento pubblicato nel 2012 dal New England Complex Systems Institute cita l'etanolo come una ragione per l'aumento del prezzo delle colture dal 2005. E anche i gruppi ambientalisti evitano l'etanolo, citando le enormi quantità di combustibile fossile necessarie per rendere il mais un prodotto utilizzabile come biocarburante e la propensione delle aziende ad acquistare terreni nei paesi in via di sviluppo per far crescere il redditizio biocarburante piuttosto che il cibo per il consumo locale.
Ashli Brown, ricercatrice presso la Mississippi State University, pensa di aver trovato la risposta a questo enigma del carburante alternativo. Prendendo sottoprodotti del mais - le bucce, gli steli e le pannocchie - l'etanolo potrebbe essere creato senza immergersi nelle parti commestibili del mais, riducendo la possibilità di una carenza di cibo e un aumento dei prezzi. Il problema è che per abbattere questi materiali, che sono estremamente ricchi di lignocellulosa o sostanza vegetale secca, è necessario un processo di pretrattamento speciale. Il processo è estremamente costoso e non molto efficiente in termini di tempo, utilizzando alte temperature, alte pressioni e acido per abbattere la materia secca prima che possa diventare etanolo. Per aggirare questo problema, Brown e altri ricercatori hanno cercato una soluzione naturale - batteri, che potrebbe aiutare con la rottura del materiale lignocellulosico.
Le aziende produttrici di biocarburanti cercano da tempo un metodo naturale per abbattere il materiale vegetale; finora, le termiti sono state le preferite per masticare attraverso il materiale legnoso. Ma si scopre che potrebbe esserci un animale migliore e più carino che può aiutare a produrre biocarburanti. L'intestino dei panda è straordinariamente breve, un attributo fisico che significa che il loro intestino è arrivato a contenere batteri con enzimi insolitamente potenti per abbattere la loro dieta legnosa di bambù in un breve lasso di tempo.
"Il tempo dal mangiare alla defecazione è relativamente breve nel panda, quindi i loro microbi devono essere molto efficienti per ottenere valore nutrizionale dal bambù", ha detto Brown, il ricercatore a capo del lavoro. "E l'efficienza è fondamentale quando si tratta di produzione di biocarburanti, ecco perché ci siamo concentrati sui microbi nel panda gigante."
Lo studio è iniziato più di due anni fa, quando Brown e un team di ricercatori hanno iniziato a guardare le feci di panda. Nel 2011, hanno identificato questi microbi super digerenti presenti nelle feci di panda, ma dovevano ancora specificare il tipo e la quantità di microbi presenti fino ad ora. Usando la cacca di due panda giganti - Ya Ya e Le Le nello zoo di Memphis - Brown e il suo team hanno eseguito il sequenziamento del DNA sui microbi nei loro campioni , identificando più di 40 microbi nelle feci di panda che potrebbero essere utili alla rottura e alla creazione di biocarburanti.
Per far crescere questi microbi su scala industriale, Brown ritiene che gli scienziati potrebbero mettere i geni che producono quegli enzimi nei lieviti - questi lieviti potrebbero quindi essere prodotti in serie e raccolti per la produzione di biocarburanti. Il processo dovrebbe andare in questo modo: grossi pozzi di bucce di mais, pannocchie di mais, trucioli di legno e altre forme di materiale fibroso scartato sono coperti con lieviti geneticamente modificati. Man mano che i microbi digeriscono le sostanze legnose, lo trasformano rapidamente in zucchero, che quindi potrebbe fermentare. Nel tempo e dopo aver filtrato i solidi e l'eventuale acqua in eccesso, si otterrebbe etanolo, distillato dai rifiuti legnosi.
I panda non sono gli unici animali che seguono una dieta erbacea, ma la loro fisiologia li rende un candidato unico per abbattere i sottoprodotti vegetali in modo iper-efficiente. I panda hanno la stessa traccia digestiva di qualsiasi altro orso; a differenza delle mucche o di altri erbivori, i panda non hanno uno stomaco in più in cui il materiale lignocellulostico duro viene pretrattato prima di essere digerito. Invece, hanno il sistema intestinale di un carnivoro, e tuttavia riescono a estrarre abbastanza nutrienti dalla loro dieta erbacea per sopravvivere.
"Poiché il loro tempo di ritenzione è molto breve - mangiano costantemente e fanno costantemente la cacca - per ottenere il materiale per l'alimentazione, devono essere molto veloci nel scomporlo e nell'estrarre gli zuccheri", ha spiegato Brown. "Molti microbi producono cellulose che distruggono la biomassa lignocellulostica, ma si tratta di quanto sia efficiente o efficace." Quando si tratta di un panda, osserva Brown, i loro microbi sono alcuni degli scienziati più efficienti che hanno visto nel demolire il materiale legnoso di una pianta.
E Brown pensa che l'uso dei panda per la loro cacca potrebbe portare a qualcosa di più di un'economia più verde: potrebbe anche portare a una maggiore conservazione degli animali, che hanno visto il loro numero in caduta libera a 1.600 pericolosi (anche se ci sono state recenti fortune con allevamento di panda in cattività, come il nuovo baby panda allo zoo nazionale). "Questi studi ci aiutano anche a saperne di più sull'apparato digerente di questo animale in via di estinzione e sui microbi che lo abitano, il che è importante perché la maggior parte delle malattie dei panda colpiscono il loro intestino", ha detto Brown.
Brown osserva che se il panda diventa prezioso per il mercato per più motivi del suo comportamento incredibilmente adorabile, potrebbe innescare maggiori passi verso la conservazione, una mossa che potrebbe essere reciprocamente vantaggiosa sia per i panda che per gli umani. ”È incredibile che qui abbiamo un pericolo specie che sono quasi scomparse dal pianeta, eppure c'è ancora così tanto che dobbiamo ancora imparare da esso. Ciò sottolinea l'importanza di salvare animali in via di estinzione e minacciati ", ha detto. "Ci fa pensare: forse questi animali in via di estinzione hanno risultati benefici a cui non abbiamo nemmeno pensato."
