444

أعلن باحثون في جامعة تكساس في أوستن ، أنهم University of Texas at Austin استخدموا الذكاء الاصطناعي، في ابتكار نوعًا مطــورا من الإنزيمات، يمكن أن تقضــي على أطنان من البلاســتيك في غضون ساعات فقط. وبحسب الدراســة المنشورة في دورية ، فقد أطلق الباحثين على الإنزيم. Nature ، FAST - PETase اسم “فاست بي إي تايز” وقد تم إنشاؤه خصيصًا للتقليل من الوقت الذي يتم اســتغراقه في تفكيك وتحطيم مكونات البلاستيك ، التي تخنق البيئة، و تستغرق عادةً قرونًا لكي تتحلل . ويأمل الباحثون أن يساعد ذلك الابتكار في حل واحدة من أكثر المشاكل البيئية إلحاحًا في العالم، وهي مشكلة مليارات الأطنان من النفايات البلاستيكية المتراكمة في مقالــب القمامة ،والتــي تعمل على تلــوث الأرض والمياه والأنظمة البيئية على كوكب الأرض . يقول تقرير موقع ساينس الرت : أنه في الوقت الحالي ، تتمثل أكثر الطرق شيوعًا للتخلص من البلاستيك في رميها في مكب النفايــات حيث تتعفن بمعدل بطيء جدًا ، أو حرقهــا الأمر الــذي يكلف الكثير ، ويســتهلك الكثير مــن الطاقة ، ويملأ الغلاف الجوي بالغاز الضار. وبالتالي فانه من الواضح أن هناك حاجة ماسة إلى استراتيجيات بديلة ، وقد يكون انشاء وتطوير هذا الإنزيم واحد من تلك الاستراتيجيات البديلة . وفقا للبيان الصادر من جامعة تكســاس في أوستن: يرى العلماء أن من شأن هذا الاكتشاف، أن يســرع في إعادة تدوير البلاســتيك ويعززها بشــدة إلى حد أنه سيؤدي إلى تغيير ثوري في تقنيات إعادة تدوير البلاستيك. وحول المزايا في استخدام الانزيم المطور ، Hal Alper ،يقول البروفسور هال ألبر أستاذ الهندسة الكيميائية في جامعة أوستن : “ هنــاك إمكانيــات غيــر محدودة في استخدامات هذا الإنزيم ، و هناك أيضًا احتمالات لا حصر لها ،للاســتفادة من عملية إعادة التدوير الرائدة هذه ، وفي مختلف المجالات الصناعية ، بخلاف إدارة النفايات المتبعة سابقا، في التخلص من نفايات البلاستيك ، حيث يوفر هذا الابتكار فرص أفضل للقطاعات الصناعية لأخذ زمام المبادرة في إعادة تدوير منتجاتها، من خلال هذه الأساليب الإنزيمية الأكثر استدامة، والتي يمكننا بواسطتها البدء في تحقيق اقتصاد بلاستيكي دائري حقيقي “. وبحسب بيان جامعة تكساس في أوستن ، فــأن الانزيم المطور مــن قبل فريق الجامعة ، يركز على التخلص من البلاستيك المصنوع من البولي إيثيلين تيريفثاليت ،) polyethylene terephthalate ( PET وهو عبــارة عن مادة مُركّبــة صناعيّاً (بوليمر)، تستخدم في تصنيع قناني تعبئة الماء والأطعمة والسوائل الأخرى، وكذا في تغليــف الأطعمة والفاكهة وغيرها ، والتي أصبحت وحدها تشــكل حوالي من جميع النفايات العالمية. 12 ٪ من ناحية أخرى قال البيان الصادر من الجامعة ان الانزيم المطور يعمل على تفكيك البلاستيك إلى أجزاء صغيرة، ثم يعيد تجميعه كيماوياً، حيث يتم التخلص من البلاستيك بواســطة “عملية دائرية ” ،لتحطيم البلاستيك circular process إلــى أجزاء أصغر و هي عملية (إزالة ) ثم إعادة depolymerization البلمــرة تجميعــه كيميائيًا فيما يعرف ب (إعادة )، وباستخدام repolymerization البلمرة هذه العمليات الكيميائية يمكن انتاج منتجات بلاستيكية جديدة. ويذكر البيان أيضا أن في هذه الدراسة التي اسفرت عن هذا الابتكار، استخدم فيها الباحثون تقنيات الذكاء الاصطناعي، لتوليــد طفرات جينية جديــدة في إنزيم ، PETase طبيعي يسمى “بي إي تاز” والذي يســمح للبكتيريا بتحليل بلاستيك البولي إيثيلين تيريفثاليت وتعديله . وباستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي أيضا، تم تحديد الطفرات الجينية التي يمكن بواسطتها تحلل البلاستيك بشكل أسرع في ظل ظروف بيئية مختلفة، ويكون من ” depolymerizing شأنها “ازالة البلمرة بســرعة ، أي بمعنــى أن تفــكك ترابط مكونات نفايات البلاســتيك بسرعة عند درجات حرارة منخفضة نسبيّاً ،مشابهة لحرارة الغرفة في الأحوال العادية. حاوية 51 لقد تم تطبيق هذا الانزيم على بلاستيكية، وخمســة من ألياف وأقمشة بوليستر، وزجاجات مياه كلها مصنوعة من “بولي إيثيلين تيريفثاليت ، وقد أثبت الباحثون فعالية الإنزيم . على الرغم من تقدم الأبحاث حول إنزيمات إعادة تدوير البلاســتيك خلال الخمسة عشر عامًا الماضية، الا انه وحتى الآن ، لم تكن هذه الأبحاث قادرة على صنع الإنزيمات التي يمكن أن تعمل بكفاءة في درجات حرارة منخفضة لجعلها محمولة وبأسعار معقولة على نطاق صناعي كبير. لكن في المقابل، يرى العلماء إن “فاست بــي إي تاز” في وســعه تنفيذ ذلك عند درجة مئوية. بالتالي، فإنهم 50 أقل من يعقدون الأمل على اســتخدام اكتشافهم لتنظيف مطامر النفايات والمواقع الملوثة الأخرى. لهــذا فان الفريق العلمــي يخطط للعمل على زيادة انتاج الانزيم وذلك للتحضير للتطبيق الصناعي والبيئي، إذ انهم يبحثون في عدة استخدامات مختلفة لهذا الإنزيم منها تنظيف مدافــن النفايات وتخضير الصناعات عالية الإنتاج وان كان الاستخدام الرئيسي المحتمل هو المعالجة البيئية. كما يبحــث الفريق في عدد من الطرق لإخــراج الإنزيمات إلى الحقل لتنظيف المواقع الملوثة. وفي هذا الصدد يقول ألبير: “عند التفكير فــي تطبيقــات التنظيف البيئــي ، فأنت بحاجة إلى إنزيم يمكنه العمل في البيئة في درجات الحرارة المحيطة. وهذا هو متوفــر والذي تتمتع بــه تقنيتنا وبميزة كبيرة في المستقبل”. المصادر: Plastic - eating Enzyme Could Eliminate Billions of Tons of Landfill Waste https :// news . utexas . edu / 2022 / 04 / 27 / plastic - eating - enzyme - could - elimi� nate - billions - of - tons - of - landfill - waste / Machine learning - aided engineering of hydrolases for PET depolymerization https :// www . nature . com / articles / s41586 - 022 - 04599 - z پ أنزيم يأكل أطنان من البلاستيك في ساعات إنزيم يأكل أطنان من البلاستيك فيساعات تيارات الجبال تشير إلى تغير المناخ دراسة علمية مهمة قام بها فريق من الباحثين في جامعة كاليفورنيا الأمريكية ، تطرقت إلى أن هناك أداة جديدة يمكن لأداة جديدة أن تقيِّم بشكل أفضل مؤشرًا مهمًا ولكن تم تجاهله للاحترار العالمي، وهي : مجموعة متنوعة من اللافقاريات ، وهي تضم الحشــرات والديدان والقواقع التي تعيش في تيارات جبلية عالية ، ويمكن اعتماد عليها كمؤشرات على صحة النظام الإيكولوجي. وبحسب بيان جامعة كاليفورنيا ، فان اللافقاريات التي تعمل كغذاء لأشكال أخرى من الحياة في جبال الألب ، مثل الطيور والخفافيش والضفادع والأسماك ، يكون بقاءهــا متأرجحا لأنها تعيش على المياه والتي تتأثر بالظروف المناخية ، والتي تتأرجح بين الجفاف والفيضانات العارمة، وبالتالي فإن علماء البيئة قلقون بشأن قــدرة الحشــرات على الازدهار. كما أن فهم كيفية تأثــر هذه الكائنات الصغيرة بتغيــر المناخ ، يتطلب فهم المكان الذي يجب أن نجدها فيه، وبناء على ذلك قام الفريــق العلمي في جامعة كاليفورنيا والمتعاونين معهم في مســح حديث حديث للحياة المائية في ســييرا نيفادا بكاليفورنيا، كخطوة نحو حمايتهم ، طبق الفريق نظرية جديدة للتنبؤ بالتنوع البيولوجي في الجداول الجبلية العالية. هذه النظرية ، وقد نشرت نتائج هذا المسح في مقالة نشرت في مجلة ايكوليجال مونوجرافس Ecological Monographs يقول كورت أندرســون ، والمؤلف المشــارك للدراســة: “لقد توصلنا إلى طرق جديدة للتفكير في التنوع البيولوجي في تيارات جبال سييرا العالية ، لأن الطرق القديمة لم تكن ناجحة بالنسبة لنا”. وباســتخدام هذه الطريقة الجديدة لاحظ الباحثون أن تنوع اللافقاريات زاد بشكل عام في المياه المتجهة إلى الأسفل وكان أدنى مستوى في البخار الموجود أسفل البحيرات مباشرة. قــال ماثيو جريــن ، عالم البيئة في جامعة كاليفورنيا والمؤلف الأول للدراســة: “نعتقد أن البحيرات قد يكون لها تأثير فصل وتتسبب في أن المجاري المائية في اتجاه مجرى النهر يجب أن تبدأ من جديد في بناء التنوع”. وقال ديف هيربست، الباحث في مختبر سييرا نيفادا للبحوث المائية ، والمؤلف المشــارك في البحث: “هذه هي أشــكال الحياة المائية التــي تقع على حافة تغير المناخ ، حيث ســيطرت أنواع قليلة من اللافقاريات والحشــرات على المناطق الواقعة أسفل البحيرات مباشرة مع القدرة على تصفية جزيئات الطعام. المواقع الأخرى ذات المصادر الغذائية المختلطة كان بها المزيد من الأنواع “. وفي نهاية الدراســة يوصي الفريق بحماية الأنظمة المترابطة للمياه المتدفقة من عمليات التحويل ومن أضرار الموائل الناجمة عن تنمية الأراضي غير المقيدة. عندما يُســمح للمياه بالتدفق كما ينبغي ، فإن عدد الموارد المتاحة للكائنات التي تعيش فيها يدعم تنوعًا أعلى. قال أندرســون: “هذا ما سيســمح لأشكال الحياة الصغيرة ولكن بالغة الأهمية أن تزدهر”. “حيثما تعرضت الموائل السليمة للخطر ، قد تكون جهود الاستعادة أساسية لتزويد النظام البيئي بأكمله بالمرونة في مواجهة الشدائد القادمة لتغير المناخ.” المصادر: How mountain streams signal climate change https :// news . ucr . edu / articles / 2022 / 04 / 07 / how - mountain - streams - sig� nal - climate - change Rethinking biodiversity patterns and processes in stream ecosystems https :// esajournals . onlinelibrary . wiley . com / doi / 10 . 1002 / ecm . 1520 پ 42 43 2022 ) - مايو 444 العدد ( الجمعيةالكويتيةلحمايةالبيئة الجمعيةالكويتيةلحمايةالبيئة 2022 ) - مايو 444 العدد ( مرصد البيئة