Í heimi sem er að kikna undan koltvísýringi (CO2) leita vísindamenn stöðugt að aðferðum til að vinna koltvísýring úr andrúmsloftinu.
Nú hefur vísindamönnum hjá örverurannsóknadeild Max Planck-stofnunarinnar tekist að þróa aðferð sem sögð er geta unnið meiri koltvísýring úr lofti en náttúran gerir sjálf.
Í tilrauninni notuðu vísindamennirnir tvö kolefnissækin ensím sem kallast „crotonyl-CoA carboxylase“ og „phosphoenolpyruvat carboxylase“.
Ensímin fanga koltvísýring tífalt hraðar en það ensím sem plöntur nota aðallega til að vinna koltvísýring úr lofti. Koltvísýringnum er umbreytt í sameindina acetýl-CoA sem m.a. er notuð í lífeldsneyti, ýmis efni og lyf.
Gervihringrás
Þýsku vísindamennirnir prófuðu aðferðina fyrst í tilraunaglösum til að fá staðfest að hún virkaði og í raun væri hægt að taka tvær koltvísýringssameindir úr lofti og sameina þær í eina acetýl-CoA-sameind.
Eftir þetta fínslípuðu þeir aðferðina oftar en 100 sinnum, áður en þeir græddu ensímin í lifandi E. coli-bakteríur en það eru margvíslegar þarmabakteríur sem eru hluti þarmaflóru í bæði dýrum og mönnum.
Til að beita slíkum gerviaðferðum til að vinna koltvísýring úr lofti þarf að nota lifandi örverur – svo sem E. coli – sem geta fangað koltvísýring og umbreytt honum í lífmassa með ljóstillífun. Ljóstillífunarlífverur nota sólarljós til að umbreyta koltvísýringi í lífræn efni sem unnt er að nýta eða geyma.
Vatnsgufa eykur á hlýnun
CO2 er ekki sérstaklega öflug gróðurhúsalofttegund. Reyndar kemur stærsti hluti CO2 tengdra gróðurhúsaáhrifa ekki frá CO2 sameindinni heldur frá vatnsgufu.
1. CO2 endurkastast
Þegar sólarljósið nær til jarðar, breytist hluti þess í hita sem endurspeglast út í geiminn. Lendi hitageislinn á koltvísýringssameind, endurvarpast hann aftur til jarðar.
2. Hlýnun veldur uppgufun
Síðustu tvær aldir hefur koltvísýringsmagn í gufuhvolfinu aukist um 50%. Það veldur hitaaukningu sem eykur uppgufun í höfum, stöðuvötnum og fljótum.
3. Vatnsgufan eykur hraðann
Þessi umframgufa er áhrifarík gróðurhúsalofttegund og tvö- til þrefaldar áhrif koltvísýrings. Vatnsgufa á sök á um 60% af heildargróðurhúsaáhrifum.
Sá lífmassi sem örverur framleiða hefur líka jákvæð áhrif með kolefnisbindingu sinni en bindingin kemur í veg fyrir að kolefnið fari aftur út í gufuhvolfið í formi koltvísýrings.
Vísindamennirnir sem unnu rannsóknina segja það opna margvíslega möguleika að tekist hafi að fá E. coli-bakteríur til að binda koltvísýring.
Tískuiðnaðurinn orsakar ár hvert allt að fimm milljón tonna koltvísýringslosun og eyðir um 215.000 milljörðum tonna vatns. Fatnaður okkar er með öðrum orðum orðinn einn helsti syndaselur heims.
„Með því að fá örverur til að framleiða þessi ensím gætum við verið að skapa brautryðjendaaðferð sem ekki aðeins fangar meiri koltvísýring heldur þarf líka minni orku til þess en aðferð náttúrunnar sjálfrar, segir Tobias Erb, í fréttatilkynningu en hann er líffræðingur og yfirmaður hjá örverurannsóknadeild Max Planck-stofnunarinnar.
Það er reyndar langt í það að þessi nýja aðferð verði tilbúin til almennrar notkunar en áfanginn bendir engu að síður til þess að slíkar gerviaðferðalausnir verði að veruleika í framtíðinni.
