Люди не первый год ищут способ эффективной и доступной переработки растительных материалов в полезные биопродукты. А муравьи уже давно научились естественным образом разлагать растения, превращая их в питательные вещества и другие компоненты, которые поглощаются и используются окружающими организмами и системами. Исследователи в PNNL (США) открыли секрет муравьиных технологий.
Решив проблему утилизации растительных отходов, люди существенно снизят вред от своей деятельности для экологии. Технологии для этого разрабатывают много лет, и часть отходов уже превращают в биотопливо, моющие средства и пищевые добавки. Но для некоторых веществ подобрать технологию переработки пока не удается. К примеру, для лигнина — основного компонента клеточной стенки растений, который составляет значительную массу растительных отходов.
Учёные просканировали участки грибного сада и определили местонахождение метаболитов, которые являются остаточными продуктами деградации растений, выявили местоположение растительных полимеров, таких как целлюлоза, ксилан, лигнин и другие, и определили тип и местонахождение ферментов, которые используются для запуска биохимических реакций в живой системе.
О проделанной работе сотрудники Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории рассказали на своем сайте:
— В ходе исследования команда изучила гриб Leucoagaricus gongylophorus, известный своими симбиотическими отношениями с видом муравьев-листорезов. Муравьи используют гриб для выращивания грибного сада, который разлагает растительные полимеры и другие материалы. Остаточные компоненты этого процесса разложения используются и потребляются различными организмами в саду, позволяя всем процветать.
Миниатюрный перерабатывающий комплекс муравьев-листорезов делает то, чего пока не могут человеческие технологии. Муравьи осуществляют этот процесс, выращивая гриб на свежих листьях в специальных подземных сооружениях, которые в итоге становятся грибными садами, поглощающими материал. Резидентные бактерии помогают справиться с разложением, производя аминокислоты и витамины, которые поддерживают общую экосистему сада.
Кристин Бёрнум-Джонсон, руководитель научной группы PNNL по функциональной и системной биологии, рассказывает:
— Системы окружающей среды развивались на протяжении миллионов лет и превратились в идеальные симбиотические системы. Как мы можем лучше учиться у этих систем, чем наблюдая, как они естественным образом решают эти задачи?
В будущем открытие может быть применено для развития технологий по переработке мусора в биотопливо и биопродукты.
