Soluție slick Cum microbii vor curăța deversarea de petrol Deep Horizon - Scientific American
Bacteriile și alți microbi sunt singurul lucru care va curăța în cele din urmă deversarea de petrol în curs în Golful Mexic
Înscrieți-vă pentru buletinele informative gratuite ale Scientific American.
"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.scientificamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text = butonul" Înscrieți-vă "data-newsletter -link = "https://www.scientificamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">
Ultima (și singura) apărare împotriva deversării de petrol Deepwater Horizon în Golful Mexic este mică - miliarde de microbi care mestecă hidrocarburi, cum ar fi Alcanivorax borkumensis. De fapt, motivul principal pentru utilizarea a peste 830.000 de litri de dispersanți chimici pe pata de petrol atât deasupra cât și sub suprafața mării este acela de a sparge uleiul în picături mai mici pe care bacteriile le pot consuma mai ușor.
„Dacă petrolul se află în picături foarte mici, degradarea microbiană este mult mai rapidă”, spune ecologul microbian Kenneth Lee, director al Centrului pentru Cercetări Offshore de Petrol, Gaz și Energie din cadrul Fisheries and Oceans Canada, care a măsurat picăturile de petrol din Golful Mexicului pentru a determina eficacitatea utilizării dispersantului. "Dispersanții pot stimula, de asemenea, creșterea microbiană. Bacteriile vor mesteca dispersanții, precum și uleiul."
Timp de decenii, oamenii de știință au urmărit modificări genetice care ar putea spori capacitatea acestor microbi de a mesteca scurgerile de petrol, fie pe uscat sau pe mare. Chiar și geneticianul Craig Venter a prognozat o astfel de aplicație săptămâna trecută în timpul dezvăluirii primei celule sintetice din lume, iar unul dintre primele brevete asupra unui organism modificat genetic a fost un microb care consumă hidrocarburi, notează microbiologul Ronald Atlas de la Universitatea din Louisville. Dar nu există semne ale unor astfel de organisme puse în funcțiune în afara laboratorului.
„Microbii sunt disponibili acum, dar nu sunt eficienți în cea mai mare parte”, spune Jay Grimes, microbiolog marin de la Universitatea din Mississippi de Sud. În acest moment, nu există microbi antropici care să fie mai eficienți decât cei naturali în utilizarea hidrocarburilor.
Lumea naturală este plină de o mulțime de organisme care se combină ca o comunitate pentru a descompune petrolul - și niciun microb unic, oricât ar fi de îmbunătățit genetic, nu s-a dovedit mai bun decât această apărare naturală. „În fiecare ocean pe care îl privim, de la Antarctica la Arctica, există bacterii care degradează petrolul”, spune Atlas, care a evaluat microbii genetici și alte idei de curățare în urma scurgerii de petrol Exxon-Valdez din Alaska. "Petrolul are mii de compuși. Este complex și comunitățile care se hrănesc cu el sunt complexe. Un superbug eșuează deoarece concurează cu această comunitate care este adaptată mediului."
Nici nu este ușor să ajute comunitățile existente de mii de microbi, cum ar fi diferite specii de Vibrio și Pseudomonade, să mănânce uleiul mai repede - experimentele de însămânțare au eșuat în general. „Microbii seamănă foarte mult cu adolescenții, sunt greu de controlat”, spune chimistul marin Chris Reddy de la Woods Hole Oceanographic Institution. „Conceptul conform căruia natura va mânca totul nu este corect, cel puțin nu pe intervalul de timp de care ne îngrijorăm”.
La fel ca și automobilul dvs., aceste bacterii și ciuperci care locuiesc în marină folosesc hidrocarburile drept combustibil - și, ca rezultat, emit dioxid de carbon (CO2) cu efect de seră. În esență, microbii descompun structurile inelare ale hidrocarburilor din uleiul de mare folosind enzime și oxigen din apa de mare. Rezultatul final este uleiul antic transformat în biomasă bacteriană modernă - populațiile pot crește exponențial în câteva zile. "În Golful Mexic există o populație indigenă [de microbi] adaptată la petrol din cauza traficului maritim și a deversărilor zilnice. Petrolul nu este nou", spune Lee, care a monitorizat și penele de petrol sub suprafață. "Există atât de multe scurgeri naturale în întreaga lume încât, dacă nu ar fi microbi, am avea mult petrol în oceane".
Deja, măsurătorile de epuizare a oxigenului cu până la 30% în apa de mare din Golful Mexic sugerează că microbii lucrează din greu consumând ulei. „Eu consider că epuizarea cu 30 la sută a oxigenului din apa din apropierea uleiului indică degradarea bacteriană”, spune Atlas.
Acest lucru se întâmplă cel mai bine în apropierea suprafeței, fie pe uscat, fie pe mare, unde bacteriile cu apă caldă, cum ar fi Thalassolituus oleivorans, pot prospera; apele mai reci și mai adânci inhibă creșterea microbiană. „Metabolismul încetinește cu aproximativ un factor de doi sau trei la fiecare 10 grade Celsius pe care le scade în temperatură”, notează biogeochimistul David Valentine de la Universitatea din California, Santa Barbara, care tocmai a primit finanțare de la National Science Foundation pentru a caracteriza răspuns microbian la scurgerea de petrol în curs. „Lucrurile mai adânci se vor întâmpla foarte încet, deoarece temperatura este atât de scăzută.”