Naiknya harga gas dan populasi panda dunia yang sangat rendah - bagaimana jika seseorang memberi tahu Anda bahwa kami akan segera memiliki satu solusi untuk kedua masalah ini? Jika tampaknya terlalu bagus untuk menjadi kenyataan, pikirkan lagi; Para ilmuwan di Mississippi State University sedang melakukan penelitian tentang kelayakan menggunakan panda untuk membantu memecahkan kesengsaraan bahan bakar nabati kita, sebuah langkah yang dapat mengarah pada gundukan dalam upaya konservasi dan penurunan biaya bahan bakar. Rahasia solusinya? Semuanya ada di kotoran panda.
Konten terkait
- Ilmuwan Membangun Kromosom Ragi Dari Awal. Selanjutnya? Genom Desainer
Dalam hal biofuel, pasar didominasi oleh satu kata: etanol, biofuel yang terbuat dari jagung. Meskipun etanol adalah biofuel yang paling banyak digunakan, ia tidak perlu disebut-sebut sebagai pengganti sempurna untuk bahan bakar fosil - pada kenyataannya, manfaat etanol telah diperdebatkan dengan panas sejak penciptaannya.
Perdebatan berlangsung seperti ini: untuk mengisi tangki sebuah SUV dengan bahan bakar etanol, Anda perlu menggunakan jagung yang cukup untuk memberi makan satu orang selama satu tahun penuh. Sebuah makalah 2012 yang diterbitkan oleh New England Complex Systems Institute mengutip etanol sebagai alasan kenaikan harga tanaman sejak tahun 2005. Dan bahkan kelompok lingkungan menghindari etanol, mengutip sejumlah besar bahan bakar fosil yang diperlukan untuk membuat jagung menjadi produk biofuel yang dapat digunakan dan kecenderungan perusahaan untuk membeli tanah di negara-negara berkembang untuk menanam biofuel yang menguntungkan daripada makanan untuk konsumsi lokal.
Ashli Brown, seorang peneliti di Mississippi State University, berpikir dia menemukan jawaban untuk teka-teki bahan bakar alternatif ini. Dengan mengambil produk sampingan jagung - sekam, batang dan tongkol - etanol dapat dibuat tanpa mencelupkan ke bagian jagung yang dapat dimakan, mengurangi kemungkinan kekurangan makanan dan lonjakan harga. Masalahnya adalah bahwa untuk memecah bahan-bahan ini, yang sangat tinggi lignoselulosa, atau bahan tanaman kering, diperlukan proses pra-perlakukan khusus. Prosesnya sangat mahal dan tidak terlalu efisien waktu, menggunakan suhu tinggi, tekanan tinggi dan asam untuk memecah bahan tanaman kering sebelum dapat menjadi etanol. Untuk menghindari masalah ini, Brown dan peneliti lain telah mencari solusi alami - bakteri, yang dapat membantu pemecahan bahan lignoselulosa.
Perusahaan biofuel telah mencari metode alami untuk memecah bahan tanaman untuk sementara waktu; sejauh ini, rayap telah menjadi favorit untuk dikunyah melalui bahan kayu. Tetapi ternyata mungkin ada hewan yang lebih baik dan lebih manis yang dapat membantu memproduksi biofuel. Usus panda sangat pendek, atribut fisik yang berarti usus mereka mengandung bakteri dengan enzim yang luar biasa kuat untuk memecah makanan kayu mereka dari bambu dalam waktu singkat.
"Waktu dari makan sampai buang air besar relatif pendek di panda, jadi mikroba mereka harus sangat efisien untuk mendapatkan nilai gizi dari bambu, " kata Brown, peneliti yang memimpin penelitian tersebut. “Dan efisiensi adalah kunci dalam hal produksi biofuel — itu sebabnya kami fokus pada mikroba di panda raksasa.”
Penelitian dimulai lebih dari dua tahun yang lalu, ketika Brown dan tim peneliti mulai melihat kotoran panda. Pada tahun 2011, mereka mengidentifikasi mikroba super-digesting ini ada dalam kotoran panda, tetapi mereka belum menentukan jenis dan jumlah mikroba yang ada. sampai sekarang. Dengan menggunakan kotoran dari dua panda raksasa - Ya Ya dan Le Le di Kebun Binatang Memphis - Brown dan timnya melakukan sekuensing DNA pada mikroba dalam sampel mereka , mengidentifikasi lebih dari 40 mikroba dalam kotoran panda yang dapat berguna untuk pemecahan dan pembuatan biofuel.
Untuk menumbuhkan mikroba ini pada skala industri, Brown percaya bahwa para ilmuwan dapat menempatkan gen yang menghasilkan enzim-enzim itu ke dalam ragi - ragi-ragi ini kemudian dapat diproduksi secara massal dan dipanen untuk produksi biofuel. Prosesnya akan seperti ini: lubang besar sekam jagung, tongkol jagung, serpihan kayu, dan bentuk lain dari bahan berserat yang dibuang ditutupi dengan ragi yang diubah secara genetik. Saat mikroba mencerna zat-zat kayu, mereka dengan cepat mengubahnya menjadi gula, yang kemudian dibiarkan berfermentasi. Seiring waktu dan setelah menyaring padatan dan air berlebih, Anda akan memiliki etanol, disuling dari produk limbah kayu.
Panda bukan satu-satunya hewan yang hidup dengan pola makan berumput, tetapi fisiologinya menjadikan mereka kandidat yang unik untuk menghancurkan produk sampingan tanaman dengan cara yang sangat efisien. Panda memiliki jalur pencernaan yang sama dengan beruang lainnya; tidak seperti sapi atau herbivora lainnya, panda tidak memiliki perut tambahan di mana bahan lignoselulostik keras dipretreatment sebelum dicerna. Sebaliknya, mereka memiliki sistem usus karnivora, namun berhasil mengekstrak nutrisi yang cukup dari makanan herba mereka untuk bertahan hidup.
“Karena waktu retensi mereka sangat singkat — mereka terus-menerus makan dan mereka selalu buang air besar — untuk mendapatkan bahan nutrisi, mereka harus benar-benar cepat memecahnya dan mengekstraksi gula, ” jelas Brown. “Banyak mikroba yang menghasilkan selulosa yang memecah biomassa lignoselulostik, tetapi ini tentang seberapa efisien atau seberapa efektif mereka melakukannya.” Ketika berbicara tentang panda, Brown mencatat, mikroba mereka adalah beberapa di antara ilmuwan paling efisien yang pernah terlihat dalam menghancurkan bahan kayu. sebuah tanaman.
Dan Brown berpikir bahwa menggunakan panda untuk kotoran mereka dapat menyebabkan lebih dari ekonomi yang lebih hijau: itu juga bisa mengarah pada peningkatan konservasi bagi hewan, yang telah melihat jumlah mereka di alam liar turun menjadi 1.600 yang berbahaya (meskipun baru-baru ini ada keberuntungan dengan membiakkan panda di penangkaran, seperti bayi panda baru di Kebun Binatang Nasional). "Studi-studi ini juga membantu kita belajar lebih banyak tentang sistem pencernaan hewan yang terancam punah ini dan mikroba yang hidup di dalamnya, yang penting karena sebagian besar penyakit panda mempengaruhi usus mereka, " kata Brown.
Brown mencatat bahwa jika panda menjadi berharga bagi pasar karena lebih banyak alasan daripada sikapnya yang luar biasa menggemaskan, panda mungkin akan memicu langkah-langkah lebih besar menuju konservasi - suatu langkah yang dapat saling menguntungkan bagi panda dan manusia. ”Sungguh menakjubkan bahwa di sini kita memiliki kepunahan. spesies yang hampir hilang dari planet ini, namun masih banyak yang harus kita pelajari darinya. Itu menggarisbawahi pentingnya menyelamatkan hewan yang terancam punah, ”katanya. "Itu membuat kita berpikir — mungkin hewan langka ini memiliki hasil yang bermanfaat yang bahkan belum kita pikirkan."
