`
Când ne gândim la bacterii, ne gândim de obicei la bolile pe care le pot provoca și la nevoia noastră de a scăpa de ele. Cu toate acestea, bacteriile joacă roluri enorm de pozitive în viața noastră fără ca măcar să ne gândim de două ori la asta. După cum a spus Bonnie Bassler de la Universitatea Princeton într-un discurs TED: „Când mă uit la tine, te văd ca fiind 1 sau 10 la sută om și fie 90, fie 99 la sută bacterian”. Și în luna mai, am aflat despre o cercetare care arată că expunerea la o bacterie naturală din sol numită Mycobacterium vaccae poate crește de fapt comportamentul de învățare. Dar acesta nu este singurul lucru inteligent despre bacterii. Oamenii de știință găsesc, de asemenea, nenumărate modalități de a pune bacteriile să lucreze pentru noi, în loc să caute constant cum să le exterminăm. De la utilizarea bacteriilor ca mici hard disk-uri pentru stocarea datelor până la inginerizarea lor pentru a umple crăpăturile din beton și a face clădirile noastre să dureze mai mult, există o mulțime de moduri în care bacteriile puternice ne îmbunătățesc viețile.
1. Crearea materialelor de construcție
Ginger Krieg Dosier, profesoară asistentă de arhitectură la Universitatea Americană din Sharjah, Emiratele Arabe Unite, a descoperit întâmplător o nouă modalitate de a construi cărămizi, folosind bacterii, nisip, clorură de calciu și urină.
„Procesul, cunoscut sub numele de precipitare microbiană a calcitei, sau MICP, folosește microbii din nisip pentru a lega granulele împreună ca un lipici printr-o serie de reacții chimice. Masa rezultată seamănă cu gresia, dar, în funcție de modul în care este făcută, poate reproduce rezistența cărămizilor arse sau chiar a marmurei. Dacă zidăria biofabricată a lui Dosier ar înlocui fiecare nouă cărămidă de pe planetă, ar reduce emisiile de dioxid de carbon cu cel puțin 800 de milioane de tone pe an”, precizează Metropolis Magazine, care i-a acordat inventatoarei primul loc într-un concurs de design desfășurat anul trecut.
Există un efect secundar major. Procesul produce cantități mari de amoniac pe care microbii le transformă în nitrați, care pot ajunge să otrăvească rezervele de apă subterană. Acesta este un dezavantaj major al unui proces altfel mai ecologic.
Acesta este motivul pentru care următoarea manipulare a bacteriilor este puțin mai interesantă – face ca infrastructura pe care o avem deja să dureze mai mult.
2. Repararea betonului
Studenții de la Universitatea Newcastle au creat o nouă bacterie care poate acționa ca „lipici” pentru betonul fisurat. Au conceput-o pentru a fi activată atunci când simte pH-ul specific al betonului și se va reproduce până când va umple fisura, va ajunge la fundul crăpăturii și va începe să se aglomereze. După ce aglomerarea începe, celulele se separă în trei tipuri: unul care produce carbonat de calciu, unul care acționează ca fibre de armare și unul care acționează ca lipici. Cele trei tipuri se combină și devin la fel de puternice ca și betonul pe care îl umplu. Bacteriile pot supraviețui numai în contact cu betonul, ceea ce înseamnă că nu vor prelua controlul asupra lumii. Imaginează-ți zgârie-norii noștri durând mult mai mult datorită bacteriilor.
3. Detectarea minelor terestre
Bacteriile nu numai că ne pot menține sănătoși, dar ne pot și proteja. Oamenii de știință au conceput o modalitate de a face bacteriile să lumineze atunci când se află în apropierea unei mine terestre. Printr-o tehnică numită BioBricking, oamenii de știință manipulează ADN-ul bacteriilor și îl amestecă într-o soluție incoloră, care poate fi apoi pulverizată în zonele unde se suspectează existența minelor terestre. Soluția formează pete verzi atunci când vine în contact cu solul și va începe să lumineze dacă se află lângă un explozibil nedetonat. Acest lucru ar putea face eradicarea minelor terestre mult mai ușoară și mai sigură.
4. Detectarea poluării
Pe lângă minele terestre, bacteriile ne pot ajuta să detectăm poluarea într-un mod similar – luminând atunci când intră în contact cu o anumită substanță chimică. Cercetătorii lucrează la acest tip de tehnologie de ceva timp, dar a început să fie utilizată în teren abia în ultimii ani.
Omul de știință elvețian Jan Van der Meer a demonstrat posibilitățile testând tulpini de bacterii care consumă anumite substanțe chimice din deversările de petrol. Bacteriile biosensor pot apoi arăta oamenilor de știință unde există scurgeri și deversări de petrol, pe măsură ce își consumă sursa de hrană. Tehnologia ar putea fi încorporată în dispozitive bazate pe geamanduri sau utilizată pentru detectarea altor poluanți în sursele de apă și alimente.
5. Curățarea deversărilor de petrol
După cum am menționat mai sus, unele bacterii consumă substanțele chimice găsite în deversările de petrol, ceea ce înseamnă că pot fi, și sunt, utilizate și pentru curățarea deversărilor de petrol. Este o cercetare care datează de ani de zile – am aflat despre ea pentru prima dată în 2005 – dar bioremedierea a primit mai multă atenție de la deversarea de petrol din Golful Mexic. Bacteriile consumatoare de petrol au fost folosite de la Golful Mexic până la deversările din China. Cu siguranță nu este o soluție perfectă pentru curățarea deversărilor, dar este o componentă a procesului de curățare. Bineînțeles, trebuie să fim în continuare extrem de atenți să nu lăsăm petrolul să se scurgă în primul rând.
6. Curățarea deșeurilor nucleare
Nu numai curățarea petrolului este un beneficiu al bacteriilor, ci și curățarea deșeurilor nucleare. Mai exact, se datorează unei bacterii pe care încercăm de obicei să o evităm cât mai mult posibil: E. coli. Cercetătorii au descoperit că E. coli poate recupera uraniul din apele contaminate atunci când lucrează alături de inozitol fosfat. Bacteria descompune fosfatul, care se poate apoi lega de uraniu și se atașează de bacterie. Celulele bacteriene sunt apoi recoltate pentru a recupera uraniul. Tehnologia poate fi folosită pentru a curăța apa poluată din apropierea minelor de uraniu, precum și pentru a ajuta la curățarea deșeurilor nucleare.
7. Cultivarea ambalajelor
Bacteriile ar putea fi soluția pentru ambalaje mai durabile pentru transportul mărfurilor. Un proiect numit Bacs utilizează bacteria Acetobacter xylinum pentru a se auto-asambla în jurul unui obiect. Literalmente crește într-o coajă protectoare, asemănătoare hârtiei, care este bineînțeles și biodegradabilă. Așadar, acoperind un obiect fragil cu o cultură bacteriană, hrănind-o cu ceva dulce și lăsând-o să crească timp de ceva timp, puteți uita de bătaia de cap de a găsi vreodată materiale de expediere. Va dura ceva timp până când o strategie de acest gen va prinde rădăcini pe piață, dar este o idee minunată.
8. Stocarea datelor
Oamenii de știință au descoperit o modalitate de a stoca date în interiorul E. coli, de la text la posibil chiar fotografii și video. Un singur gram de bacterii poate stoca mai multe informații decât un hard disk gigant de 900 de terabytes! Cercetătorii din Hong Kong au descoperit cum să comprime datele, să le stocheze în bucăți în mai multe organisme și să mapeze ADN-ul astfel încât informația să poată fi găsită ușor din nou, ca un sistem de clasificare. O numesc biocriptografie. Potrivit cercetătorilor, acest lucru ar putea însemna o revoluție în modul în care stocăm datele și, în plus, informațiile nu pot fi piratate. Acum este o chestiune de a afla ce tipuri de bacterii sunt cele mai bune pentru o astfel de stocare, cum să le conținem și cum să accesăm informația după criptare.
9. Oprirea deșertificării
Deșertificarea este extinderea ecosistemelor deșertice prin eroziunea solului și pierderea apei subterane. Este o problemă serioasă – în China, deșertificarea revendică până la 3.367 de kilometri pătrați pe an, iar porțiuni din Africa și Australia se află în aceeași situație critică. Cu toate acestea, o idee nouă ar folosi bacteriile pentru a opri deșertificarea.
Arhitectul Magnus Larsson propune utilizarea baloanelor umplute cu bacterii pentru a transforma dunele Saharei într-o barieră împotriva deșertului lungă de 6000 km. Inundând zona cu baloane umplute cu o bacterie comună în zonele umede, Bacillus pasteurii, care produce un fel de ciment natural, Larsson sugerează că bacteriile ar putea pătrunde în nisip și ar crea un zid întărit care ar împiedica răspândirea ulterioară a dunelor.
Evident, deocamdată este doar o idee. Dar potențialul utilizării bacteriilor pentru a opri extinderea deșerturilor există.
10. Transformarea bacteriilor în metan
Bacteriile sunt cu siguranță un jucător major în căutarea biocarburanților sustenabili. În ultimii ani, am văzut tot mai multe cercetări care utilizează bacteriile pentru diferite părți ale procesului de producție a biocarburanților sau care se ocupă de transformarea deșeurilor în energie, sau chiar de stocarea energiei.
Cercetătorii examinează utilizarea bacteriilor pentru stocarea energiei – în special prin consumul de electroni și transformarea lor în metan, care poate fi ars cu o eficiență de 80%. Se presupune că acest concept este la doar câțiva ani de la scalarea la producția comercială.
11. Crearea etanolului celulozic mai ieftin
Bacteriile din grămăzile de compost ne-ar putea ajuta să creăm etanol celulozic mai ieftin sau conversia deșeurilor vegetale în energie. Cercetătorii din Guildford au dezvoltat o nouă tulpină de bacterii care poate ajuta la procesarea etanolului celulozic, făcând procedura mai eficientă și mai puțin costisitoare decât procesele tradiționale de fermentare.
Bacteriile din grămada de compost sunt o cale, dar o alta este bacteria care caută căldură. În 2007, cercetătorii au rafinat o bacterie în formă de bastonaș, care caută căldură, din familia Geobacillus, care este de 300 de ori mai eficientă în producerea etanolului decât tulpina sa sălbatică omoloagă. Având în vedere că nu am mai auzit prea multe despre asta în trei ani, nu suntem siguri că este o soluție, dar poate cercetarea este încă în desfășurare.
12. Utilizarea E. Coli pentru combustibil diesel
Această notorie E. coli pare să fie din ce în ce mai utilă atunci când este pusă la sarcinile potrivite, iar asta include crearea de biocarburant. Concentrându-se pe utilizarea deșeurilor agricole sau lemnoase ca sursă de zahăr pentru combustibil, bacteria se hrănește și creează biocarburant ca produs rezidual.
`
