รีไซเคิลคนตาย

การเน่าเปื่อยของสิ่งที่ตายแล้วเป็นเพียงวิธีธรรมชาติในการขุดวัสดุเก่าเพื่อการใช้งานใหม่

ในที่สุด สิ่งมีชีวิตทั้งหมดก็ตาย และยกเว้นในกรณีที่หายากมาก สิ่งที่ตายแล้วทั้งหมดจะเน่าเปื่อย แต่นั่นไม่ใช่จุดสิ้นสุดของมัน สิ่งที่เน่าจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งอื่น

นี่คือวิธีที่ธรรมชาติรีไซเคิล เฉกเช่นความตายเป็นจุดสิ้นสุดของชีวิตเก่า ความเสื่อมโทรมและการสลายตัวที่ตามมาในไม่ช้าก็ให้วัสดุสำหรับชีวิตใหม่ฉันนั้น

“การสลายตัวทำให้ศพแตกสลาย” แอน พริงเกิลอธิบาย เธอเป็นนักชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดในเคมบริดจ์ รัฐแมสซาชูเซตส์

เมื่อสิ่งมีชีวิตใดๆ ตาย เชื้อราและแบคทีเรียจะทำงานเพื่อทำลายมันลง กล่าวอีกนัยหนึ่ง พวกมันย่อยสลายสิ่งต่างๆ (เป็นภาพสะท้อนของการแต่งซึ่งบางสิ่งถูกสร้างขึ้น) ตัวย่อยสลายบางชนิดอาศัยอยู่ในใบไม้หรือห้อยอยู่ในลำไส้ของสัตว์ที่ตายแล้ว เชื้อราและแบคทีเรียเหล่านี้ทำหน้าที่เหมือนตัวทำลายในตัว

ในไม่ช้าผู้ย่อยสลายจะเข้าร่วมพวกเขามากขึ้น ดินประกอบด้วยเชื้อราเซลล์เดียวและแบคทีเรียหลายพันชนิดที่แยกสิ่งต่างๆ ออกจากกัน เห็ดและเชื้อราหลายเซลล์อื่นๆ ก็สามารถเข้าไปมีส่วนร่วมได้เช่นกัน แมลง หนอน และสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังอื่นๆ ก็สามารถทำได้เช่นกัน

ใช่ การเน่าเปื่อยอาจเป็นเรื่องน่าขยะแขยงและน่าขยะแขยง ยังคงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง การสลายตัวช่วยเกษตรกร รักษาสุขภาพป่าไม้ และแม้กระทั่งช่วยในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ นั่นคือเหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากสนใจเรื่องการสลายตัว รวมทั้งผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและมลภาวะ

ยินดีต้อนรับสู่โลกของเน่า

ทำไมเราต้องเน่า

การสลายตัวไม่ได้เป็นเพียงจุดจบของทุกสิ่ง ยังเป็นจุดเริ่มต้น หากปราศจากความเสื่อมสลาย ก็ไม่มีพวกเราคนใดดำรงอยู่ได้

“ชีวิตจะจบลงโดยไม่เน่าเปื่อย” คนูต นาเดลฮอฟเฟอร์ตั้งข้อสังเกต เขาเป็นนักนิเวศวิทยาที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนในแอนอาร์เบอร์ “การสลายตัวจะปล่อยสารเคมีที่มีความสำคัญต่อชีวิต” ผู้ย่อยสลายจะขุดมันขึ้นมาจากความตายเพื่อให้วัสดุรีไซเคิลเหล่านี้สามารถเลี้ยงชีวิตได้

สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการนำกลับมาใช้ใหม่โดยเน่าคือธาตุคาร์บอน องค์ประกอบทางเคมีนี้เป็นพื้นฐานทางกายภาพของทุกชีวิตบนโลก หลังความตาย การสลายตัวจะปล่อยคาร์บอนออกสู่อากาศ ดิน และน้ำ สิ่งมีชีวิตจับคาร์บอนที่ปลดปล่อยออกมาเพื่อสร้างชีวิตใหม่ ทั้งหมดนี้เป็นส่วนหนึ่งของสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่าวัฏจักรคาร์บอน

“วัฏจักรคาร์บอนเป็นเรื่องเกี่ยวกับชีวิตและความตายจริงๆ” เมลานี เมย์สตั้งข้อสังเกต เธอเป็นนักธรณีวิทยาและนักวิทยาศาสตร์ด้านดินที่ Oak Ridge National Laboratory ในรัฐเทนเนสซี

วัฏจักรคาร์บอนเริ่มต้นด้วยพืช ในที่ที่มีแสงแดด พืชสีเขียวจะรวมคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศกับน้ำ กระบวนการนี้เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง ทำให้เกิดน้ำตาลกลูโคสอย่างง่าย มันทำมาจากคาร์บอน ออกซิเจน และไฮโดรเจนในวัสดุเริ่มต้นเหล่านั้น

พืชใช้กลูโคสและน้ำตาลอื่น ๆ เพื่อเติบโตและกระตุ้นกิจกรรมทั้งหมดของพวกเขา ตั้งแต่การหายใจและการเจริญเติบโตไปจนถึงการสืบพันธุ์ เมื่อพืชตาย คาร์บอนและสารอาหารอื่นๆ จะคงอยู่ในเส้นใยของพวกมัน ลำต้น ราก ไม้ เปลือก และใบล้วนมีเส้นใยเหล่านี้

‘ผ้า’ ของพืช

“คิดถึงใบไม้เหมือนผ้า” เจฟฟ์ แบลนชาร์ดกล่าว นักชีววิทยาคนนี้ทำงานที่มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์หรือ UMass ในแอมเฮิร์สต์ ผ้าทอด้วยด้ายที่แตกต่างกัน และแต่ละเส้นทำจากเส้นใยที่ปั่นเข้าด้วยกัน

ผนังของเซลล์พืชแต่ละเซลล์ก็มีเส้นใยที่ทำจากคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจนในปริมาณที่แตกต่างกันเช่นเดียวกัน เส้นใยเหล่านี้ได้แก่ เฮมิเซลลูโลส เซลลูโลส และลิกนิน เฮมิเซลลูโลสนุ่มที่สุด เซลลูโลสมีความแข็งแรงมากขึ้น ลิกนินนั้นแข็งแกร่งที่สุด

เมื่อพืชตาย จุลินทรีย์และเชื้อราที่มีขนาดใหญ่กว่าจะทำลายเส้นใยเหล่านี้ พวกเขาทำได้โดยการปล่อยเอนไซม์ เอ็นไซม์เป็นโมเลกุลที่สร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตที่เร่งปฏิกิริยาเคมี ที่นี่ เอ็นไซม์ต่างๆ ช่วยแยกพันธะเคมีที่ยึดโมเลกุลของเส้นใยไว้ด้วยกัน การตัดพันธะเหล่านี้จะปล่อยสารอาหารรวมทั้งกลูโคส

“เซลลูโลสเป็นวงแหวนของกลูโคสที่ยึดติดกัน” Mayes อธิบาย ในระหว่างการย่อยสลาย เอ็นไซม์จะเกาะติดกับเซลลูโลสและทำลายพันธะระหว่างโมเลกุลกลูโคสสองโมเลกุล “โมเลกุลกลูโคสที่แยกได้นั้นสามารถนำมาเป็นอาหารได้” เธออธิบาย

สิ่งมีชีวิตที่ย่อยสลายสามารถใช้น้ำตาลนั้นเพื่อการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และกิจกรรมอื่นๆ ระหว่างทางจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กลับคืนสู่อากาศเป็นของเสีย ที่ส่งคาร์บอนกลับมาใช้ซ้ำซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรคาร์บอนที่ไม่มีวันสิ้นสุด

แต่คาร์บอนยังห่างไกลจากสิ่งเดียวที่ถูกรีไซเคิลด้วยวิธีนี้ เน่ายังปล่อยไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และสารอาหารอื่นๆ อีกประมาณสองโหล สิ่งมีชีวิตต้องการสิ่งเหล่านี้เพื่อเติบโตและเจริญรุ่งเรือง

สิ่งสกปรกบนการสลายตัว

โลกจะแตกต่างกันมากหากอัตราที่สิ่งที่เสื่อมโทรมเปลี่ยนแปลงไป เพื่อค้นหาว่ามีความแตกต่างกันอย่างไร Nadelhofer และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ กำลังตรวจสอบการเน่าเปื่อยในป่าทั่วโลก สถานที่ศึกษาประกอบด้วย Michigan Biological Station ใน Ann Arbor และ Harvard Forest ใกล้ Petersham, Mass

พวกเขาเรียกชุดการทดลองเหล่านี้ว่า DIRT ย่อมาจาก Detritus Input and Removal Treatments เศษซากเป็นเศษซาก ในป่าจะมีใบไม้ที่ร่วงหล่นและเกลื่อนดิน นักวิทยาศาสตร์ในทีม DIRT ได้เพิ่มหรือกำจัดเศษใบไม้ออกจากบางส่วนของป่า

“ทุกๆ ปีในฤดูใบไม้ร่วง เราจะนำขยะทั้งหมดออกจากแปลงทดลองแล้วนำไปวางในแปลงอื่น” นาเดลฮอฟเฟอร์อธิบาย นักวิจัยจึงวัดสิ่งที่เกิดขึ้นกับแต่ละแปลง

เมื่อเวลาผ่านไป ดินในป่าที่ขาดใบจะมีการเปลี่ยนแปลงหลายอย่าง นักวิทยาศาสตร์อ้างถึงวัสดุที่อุดมด้วยคาร์บอนที่ปล่อยออกมาจากสิ่งมีชีวิตที่เคยมีชีวิตว่าเป็นอินทรียวัตถุ ดินที่ปราศจากเศษใบไม้จะมีอินทรียวัตถุน้อยกว่า นั่นเป็นเพราะไม่มีใบไม้ที่เน่าเปื่อยเพื่อส่งคาร์บอน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และสารอาหารอื่นๆ อีกต่อไป ดินที่ปราศจากเศษใบไม้ยังทำหน้าที่ปล่อยสารอาหารกลับคืนสู่พืชได้ไม่ดี ชนิดของจุลินทรีย์ที่มีอยู่และจำนวนของแต่ละชนิดก็เปลี่ยนไปเช่นกัน

ในขณะเดียวกันดินป่าที่ได้รับโบนัสครอกจะอุดมสมบูรณ์มากขึ้น เกษตรกรบางคนใช้แนวคิดเดียวกัน การไถพรวน ความหมายคือ การไถพรวน ในการทำการเกษตรแบบไม่ต้องไถพรวน ผู้ปลูกเพียงแค่ทิ้งก้านพืชและเศษซากอื่นๆ ไว้ในทุ่ง แทนที่จะไถพรวนดินหลังการเก็บเกี่ยวพืชผล เนื่องจากการไถพรวนจะปล่อยคาร์บอนในดินบางส่วนออกสู่อากาศ การไถพรวนจะทำให้ดินมีความอุดมสมบูรณ์มากขึ้นหรือมีคาร์บอนสูง

เมื่อเศษซากเน่าเปื่อย คาร์บอนส่วนใหญ่ก็จะคืนสู่อากาศในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ “แต่บางส่วน — พร้อมกับไนโตรเจนและองค์ประกอบอื่น ๆ ที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช — อยู่ในดินและทำให้อุดมสมบูรณ์มากขึ้น” นาเดลฮอฟเฟอร์อธิบาย

ส่งผลให้เกษตรกรไม่ต้องไถหรือใส่ปุ๋ยมากนัก ที่สามารถลดการพังทลายของดินและการไหลบ่าของดิน น้ำไหลบ่าน้อยลงหมายความว่าดินจะสูญเสียสารอาหารน้อยลง และนั่นหมายความว่าสารอาหารเหล่านั้นจะไม่ไปสร้างมลพิษต่อทะเลสาบ ลำธาร และแม่น้ำ

อุ่นเครื่อง

การทดลองที่ใหญ่กว่านั้นกำลังเกิดขึ้นทั่วโลก นักวิทยาศาสตร์เรียกสิ่งนี้ว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ภายในปี 2100 อุณหภูมิโลกโดยเฉลี่ยจะเพิ่มขึ้นระหว่าง 2° ถึง 5° องศาเซลเซียส (4° ถึง 9° ฟาเรนไฮต์) การเพิ่มขึ้นส่วนใหญ่นั้นมาจากคนที่เผาน้ำมัน ถ่านหิน และเชื้อเพลิงฟอสซิลอื่นๆ การเผาไหม้นั้นจะเพิ่มคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซอื่นๆ สู่อากาศ เช่นเดียวกับหน้าต่างเรือนกระจก ก๊าซเหล่านั้นดักจับความร้อนใกล้พื้นผิวโลกเพื่อไม่ให้หนีเข้าไปในอวกาศ

ไข้ที่เพิ่มขึ้นของโลกจะส่งผลต่อความเร็วที่สิ่งที่เน่าเปื่อยไม่ชัดเจนอย่างไร มันมาจากสิ่งที่เรียกว่าการตอบกลับ คำติชมเป็นการเปลี่ยนแปลงภายนอกของกระบวนการ เช่น ภาวะโลกร้อน การตอบกลับสามารถเพิ่มหรือลดความเร็วของการเปลี่ยนแปลงบางอย่างได้

ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิที่สูงขึ้นอาจทำให้เกิดการสลายตัวมากขึ้น นั่นเป็นเพราะความอบอุ่นที่เพิ่มขึ้นคือ “การเพิ่มพลังงานเข้าสู่ระบบ” Mayes ที่ Oak Ridge กล่าว โดยทั่วไปแล้ว เธออธิบายว่า “อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเร็วขึ้น”

และหากความเร็วของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเน่า คาร์บอนไดออกไซด์ก็จะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศเร็วขึ้นด้วย Serita Frey ตั้งข้อสังเกตว่า “คาร์บอนไดออกไซด์ที่มากขึ้นหมายถึงภาวะโลกร้อนมากขึ้น เธอเป็นนักชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยนิวแฮมป์เชียร์ในเดอแรม และตอนนี้วงจรการตอบรับก็พัฒนาขึ้น “ภาวะโลกร้อนมากขึ้นนำไปสู่คาร์บอนไดออกไซด์มากขึ้น ซึ่งนำไปสู่ภาวะโลกร้อนมากขึ้น เป็นต้น”

ในความเป็นจริง สถานการณ์มีความซับซ้อนมากขึ้น Mayes เตือน “เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น จุลินทรีย์เองก็มักจะมีประสิทธิภาพน้อยลง” เธอกล่าว “พวกเขาต้องทำงานหนักขึ้นเพื่อทำสิ่งเดียวกัน” ลองนึกดูว่าการทำงานในสวนต้องใช้ความพยายามมากขึ้นในช่วงบ่ายที่ร้อนและชื้นอย่างไร

หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติม Mayes, Gangsheng Wang และนักวิจัยด้านดินคนอื่น ๆ ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge ได้สร้างโปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อจำลองว่าภาวะโลกร้อนและแง่มุมอื่น ๆ ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะส่งผลต่อความเร็วที่สิ่งที่ตายแล้วจะพังทลายอย่างไร โลกเสมือนจริงของโมเดลช่วยให้พวกเขาทดสอบว่าสถานการณ์ต่างๆ อาจนำไปสู่อัตราการเน่าที่ต่างกันในโลกแห่งความเป็นจริงได้อย่างไร

พวกเขาตีพิมพ์ผลการศึกษาติดตามผลในเดือนกุมภาพันธ์ 2014 PLOS ONE การวิเคราะห์นี้คำนึงถึงช่วงเวลาเหล่านั้นของปีเมื่อจุลินทรีย์อยู่เฉยๆ หรือไม่ทำงาน และในที่นี้ แบบจำลองไม่ได้คาดการณ์ว่าการตอบสนองจะช่วยเพิ่มการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหมือนกับรุ่นอื่นๆ ปรากฏว่าหลังจากผ่านไปสองสามปี จุลินทรีย์อาจปรับให้เข้ากับอุณหภูมิที่สูงขึ้นได้ Mayes อธิบาย นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จุลินทรีย์ชนิดอื่นอาจเข้ามาแทนที่ พูดง่ายๆ: การทำนายผลที่ตามมาในอนาคตนั้นยาก

ผลกระทบจากสภาพอากาศที่เกินจริงในสนาม

การทดลองกลางแจ้งให้ข้อมูลเชิงลึกมากขึ้น ในป่าฮาร์วาร์ด นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้รอให้โลกร้อนขึ้น เป็นเวลากว่าสองทศวรรษแล้วที่ผู้เชี่ยวชาญที่นั่นได้ใช้ขดลวดไฟฟ้าใต้ดินเพื่อทำให้ดินบางแห่งอุ่นขึ้น

“ภาวะโลกร้อนเพิ่มกิจกรรมของจุลินทรีย์ในป่า ส่งผลให้มีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศมากขึ้น” แบลนชาร์ด นักชีววิทยาของ UMass กล่าว คาร์บอนที่ขึ้นไปในอากาศมากขึ้นหมายถึงสิ่งที่เหลืออยู่ในดินชั้นบนน้อยลง และนั่นคือที่ที่พืชเติบโต “ชั้นอินทรีย์ที่อยู่ด้านบนนั้นลดลงประมาณหนึ่งในสามในช่วง 25 ปีที่ผ่านมาของการทดลองภาวะโลกร้อนของเรา”

ผลกระทบของคาร์บอนที่ลดลงต่อความอุดมสมบูรณ์ของดินอาจมีมหาศาล Blanchard กล่าว “มันจะเปลี่ยนการแข่งขันระหว่างพืช” ผู้ที่ต้องการคาร์บอนมากขึ้นอาจถูกมองข้ามโดยสิ่งที่ไม่ต้องการ

การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลไม่ได้เป็นเพียงเกี่ยวกับคาร์บอนไดออกไซด์และภาวะโลกร้อนเท่านั้น นอกจากนี้ยังเพิ่มสารประกอบไนโตรเจนในอากาศ ในที่สุด ไนโตรเจนจะตกลงสู่พื้นโลกท่ามกลางสายฝน หิมะ หรือฝุ่นละออง

ไนโตรเจนเป็นส่วนหนึ่งของปุ๋ยหลายชนิด แต่ไอศกรีมที่มากเกินไปอาจทำให้คุณป่วยได้ การใส่ปุ๋ยมากเกินไปก็ไม่ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในหลายพื้นที่ใกล้กับเมืองใหญ่และเขตอุตสาหกรรม (เช่นที่ฮาร์วาร์ดฟอเรสต์เติบโต)

สำหรับบางพื้นที่เหล่านั้น ไนโตรเจนจะถูกเติมลงในดิน 10 ถึง 1,000 เท่าในแต่ละปี เมื่อเทียบกับช่วงทศวรรษ 1750 นั่นคือช่วงที่การปฏิวัติอุตสาหกรรมเริ่มต้นขึ้น โดยเริ่มมีการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลอย่างหนักและต่อเนื่องมาจนถึงทุกวันนี้ ผลลัพธ์: ระดับไนโตรเจนในดินยังคงเพิ่มขึ้น

Frey จากมหาวิทยาลัยนิวแฮมป์เชียร์กล่าวว่า “สิ่งมีชีวิตในดินไม่ได้รับการปรับให้เข้ากับสภาวะเหล่านั้น “ด้วยเหตุผลที่เรายังคงพยายามทำความเข้าใจ [ไนโตรเจนมากเกินไป] ทำให้ความสามารถของจุลินทรีย์ในดินในการย่อยสลายอินทรียวัตถุช้าลง”

ระดับไนโตรเจนที่สูงขึ้นดูเหมือนจะลดความสามารถของจุลินทรีย์ในการสร้างเอนไซม์ที่จำเป็นในการสลายเนื้อเยื่อที่ตายแล้ว ส่งผลให้เศษซากพืชบนพื้นป่าถูกรีไซเคิลช้าลง ที่อาจส่งผลต่อสุขภาพโดยรวมของต้นไม้ที่มีชีวิตและพืชอื่นๆ ในพื้นที่

“ถ้าสารอาหารเหล่านั้นยังถูกกักขังอยู่ในวัสดุนั้น แสดงว่าสารอาหารเหล่านั้นไม่มีให้พืชดูดซึมได้” เฟรย์กล่าว ต้นสนในพื้นที่ทดสอบแห่งหนึ่งของป่าฮาร์วาร์ดนั้นตายเพราะไนโตรเจนที่เติมมากเกินไป “นั่นต้องทำอะไรมากมายกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับสิ่งมีชีวิตในดิน”

Pringle ที่ Harvard เห็นด้วย ไนโตรเจนมากเกินไปจะทำให้การสลายตัวช้าลงในระยะสั้น เธอกล่าว “นั่นจะเป็นจริงหรือไม่ในสเกลเวลาที่ยาวนานกว่านั้นไม่ชัดเจน” เธอกล่าวเสริม คำถามปลายเปิดอื่น: ชุมชนเชื้อราจะเปลี่ยนไปอย่างไร? ในหลายพื้นที่ เชื้อราทำลายลิกนินส่วนใหญ่ในส่วนที่เป็นไม้ของพืช

เชื้อเพลิงสำหรับความคิด

ศาสตร์แห่งความเน่ามีความสำคัญต่อการขนส่งพอๆ กับต้นไม้ อันที่จริง ความเน่าเปื่อยเป็นหัวใจสำคัญของเชื้อเพลิงชีวภาพที่ดีขึ้น ทุกวันนี้ เชื้อเพลิงชีวภาพรายใหญ่คือเอทานอลหรือที่เรียกว่าแอลกอฮอล์จากเมล็ดพืช เอทานอลโดยทั่วไปทำมาจากน้ำตาลที่ได้จากข้าวโพด น้ำตาลทราย และพืชอื่นๆ

ของเสียจากพืชไร่ รวมถึงก้านข้าวโพด อาจเป็นแหล่งเอทานอลแหล่งหนึ่ง แต่ก่อนอื่นคุณต้องทำลายเส้นใยไม้เหล่านั้นเพื่อสร้างกลูโคส หากกระบวนการนี้ยากหรือแพงเกินไป คงไม่มีใครเลือกน้ำมันเบนซินหรือดีเซลที่ก่อมลพิษมากกว่าน้ำมันจากน้ำมันดิบ

เน่าเป็นวิธีธรรมชาติในการทำลายเส้นใยไม้เพื่อสร้างกลูโคส นั่นเป็นเหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรต้องการใช้กระบวนการนั้น สามารถช่วยให้พวกเขาผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพได้ในราคาถูกลง และพวกเขาต้องการใช้มากกว่าก้านข้าวโพดเป็นแหล่งปลูก พวกเขายังต้องการที่จะปรับปรุงกระบวนการในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพของพวกเขา

“ถ้าคุณต้องการสร้างเชื้อเพลิงจากวัสดุจากพืช จะต้องมีประสิทธิภาพและราคาถูกจริงๆ” Kristen DeAngelis อธิบาย เธอเป็นนักชีววิทยาที่ UMass Amherst เป้าหมายเหล่านั้นทำให้นักวิทยาศาสตร์ค้นหาแบคทีเรียที่มีหน้าที่ทำลายวัสดุจากพืชอย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้

ผู้สมัครที่มีแนวโน้มว่าจะเป็น Clostridium phytofermentans (Claw-STRIH-dee-um FY-toh-fur-MEN-tanz) นักวิทยาศาสตร์ค้นพบแบคทีเรียชนิดนี้ที่อาศัยอยู่ใกล้กับอ่างเก็บน้ำ Quabbin ทางตะวันออกของแอมเฮิร์สต์ รัฐแมสซาชูเซตส์ ในกระบวนการขั้นตอนเดียว จุลินทรีย์นี้สามารถย่อยสลายเฮมิเซลลูโลสและเซลลูโลสให้เป็นเอทานอลได้ Blanchard และคนอื่นๆ ที่ UMass Amherst เพิ่งค้นพบวิธีเร่งการเติบโตของแบคทีเรีย ซึ่งจะช่วยเพิ่มความเร็วในการย่อยสลายวัสดุจากพืช การค้นพบของพวกเขาปรากฏในเดือนมกราคม 2014 PLOS ONE

ในขณะเดียวกัน ด้วยเงินทุนจากกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา DeAngelis และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ได้ออกตามล่าหาแบคทีเรียที่กำจัดลิกนิน การสลายตัวของลิกนินสามารถเปิดการใช้พืชไม้ที่เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพได้ นอกจากนี้ยังสามารถให้โรงงานเปลี่ยนพืชประเภทอื่นเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพในขณะที่ผลิตของเสียน้อยลง

โดยทั่วไปเชื้อราจะย่อยสลายลิกนินในป่าเขตอบอุ่น เช่น ลิกนินทั่วสหรัฐอเมริกา อย่างไรก็ตาม เชื้อราเหล่านั้นไม่สามารถทำงานได้ดีในโรงงานเชื้อเพลิงชีวภาพ การปลูกเชื้อราในระดับอุตสาหกรรมนั้นแพงและยากเกินไป

สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องค้นหาแบคทีเรียเพื่อทำหน้าที่อื่น และพวกเขาพบผู้สมัครใหม่หนึ่งคนในป่าฝนของเปอร์โตริโก แบคทีเรียเหล่านี้ไม่เพียงแค่กินลิกนินเท่านั้น DeAngelis กล่าว “พวกมันยังหายใจอยู่” นั่นหมายความว่าแบคทีเรียไม่ได้เพียงแค่ได้รับน้ำตาลจากลิกนินเท่านั้น จุลินทรีย์ยังใช้ลิกนินเพื่อผลิตพลังงานจากน้ำตาลเหล่านั้น ในกระบวนการที่เรียกว่าการหายใจ ในมนุษย์ กระบวนการนั้นต้องการออกซิเจน ทีมงานของเธอได้ตีพิมพ์ผลการวิจัยเกี่ยวกับแบคทีเรียในวันที่ 18 กันยายน 2013 เรื่อง Frontier in Microbiology

เน่าและคุณ

การสลายตัวไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะในป่า ฟาร์ม และโรงงานเท่านั้น การสลายตัวเกิดขึ้นรอบตัวเรา – และภายในตัวเรา ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์ยังคงเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับบทบาทสำคัญของจุลินทรีย์ในลำไส้ในการย่อยอาหารที่เรากิน

“ยังมีการค้นพบอีกมากที่ต้องทำ” DeAngelis กล่าว “มีจุลินทรีย์มากมายที่ทำสิ่งบ้าๆ บอ ๆ ได้ทุกประเภท”

คุณสามารถทดลองกับวิทยาศาสตร์ที่เน่าเสียได้เช่นกัน “เริ่มต้นด้วยการเพิ่มขยะในครัวและสนามหญ้าในกองปุ๋ยหมักหลังบ้าน” นาเดลฮอฟเฟอร์กล่าว ในเวลาเพียงไม่กี่เดือน การสลายตัวจะเปลี่ยนวัสดุจากพืชที่ตายแล้วให้เป็นฮิวมัสที่อุดมสมบูรณ์ จากนั้นคุณสามารถแพร่กระจายบนสนามหญ้าหรือสวนของคุณเพื่อส่งเสริมการเติบโตใหม่

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ mccaw-allan.com/