熊猫粪便有助于生物燃料开发?

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分类: 科学 |
据悉大熊猫的粪便可能有助于开发未来的环保型输送燃料。因为其中所含的肠道细菌可能能将植物废弃物高效转换成生物燃料。此项研究,也有益于熊猫的保护。
领导此项研究的美国密西西比州立大学的生物化学家阿什莉·布朗(Ashli Brown)教授于9月10日在美国化学学会(ACS)的聚会上公布,“对可持续能源的全新探索尝试,或能通过熊猫粪便中的细菌来解决。”“从濒危物种(熊猫)身上可学的东西仍然很多。由此可见,保护濒危物种的重要性。”
人们担心,利用玉米和大豆等可食用作物制造生物燃料,可能对粮食的供给量及价格产生影响。此外,也有议论指出:从生产过程来考虑,这种生物燃料最终排放出的二氧化碳会比石油更多。
作为生物燃料的原料而备受瞩目的是玉米棒芯(也叫玉米穗轴)等植物废弃物。然而,若不能将这些原料高效且实惠地转化成乙醇,纤维素型生物燃料就无法成为主流。而熊猫的消化器官可能给这个问题带来了有用的提示。
共同参与研究的康迪斯·威廉姆斯(Candace Williams)教授说:“(熊猫肠道内的)细菌,可能非常适合(作为生物乙醇原料的)生物量的降解。”此项研究原本就是由威廉姆斯在几年前开始进行的。
◆熊猫的消化器官很强大
目前,利用植物废弃物制造生物燃料时,需对植物的茎、杆等坚硬的组织进行加热、加压以及酸化等处理,使其分解成单糖,然后发酵形成生物燃料。然而,这是一个很难提高成本效益的工序。
但是,利用细菌,有可能更快速、便宜地进行这个工序。而被认为特别有效的正是寄生于熊猫体内的细菌。毕竟,这些细菌要处理一头成年熊猫每天摄入的约9-18公斤的竹子和细枝。
迄今为止,布朗教授和威廉姆斯教授已从生活在田纳西州孟菲斯动物园的2头大熊猫的粪便中查明了40种以上的肠道细菌。
威廉姆斯教授称:“(我们之所以)关注熊猫,是因为它的饮食生活。熊猫是极其珍贵的动物,虽然其生理上接近食肉动物,但却吃着与食草动物相同的食物。若对可以从竹子纤维素中摄取营养的微生物进行研究,就能确认它是否可以用来解决生物燃料最大的难题之一。”
威廉姆斯教授说,熊猫体形虽大,但消化道却很短,而且它和牛等动物不同,只有一个胃。“换句话说,细菌应该能非常迅速地分解食物。由于其效率极高,因此也有望用来生产生物燃料。”
熊猫会将竹子与坚硬的茎梗以及柔软的竹叶都塞入口中。威廉姆斯教授表示,熊猫的肠道内有着各种各样的细菌,根据饮食生活的变化,这些细菌的数量会有所增减。在实验室环境中,一部分这些细菌不仅生成了糖类,同时也积累了脂质,由于这关系到脂肪酸的生成,因此对产生生物燃料是极其必要的。
研究团队表示,不仅是肠道细菌,对其功能发挥作用的酶,可能也能用来降低生物燃料工业化生产的成本。
◆生物燃料研究的各种可能性
作为易于使用的环保能源而备受期待的废弃物研究对象,不仅仅是熊猫的粪便。
也有从植物废弃物中生产燃料并已经取得成功的项目。今年年初,基地设在密西西比州的KiOR公司,开始出售以松树木屑为原料的纤维素型柴油机燃料。该公司宣称这是世界上首个商业化的生物燃料生产。
不使用植物原料就能生产生物燃料,被称为“电子燃料”的实验也正在进行中。这是一种操纵微生物的遗传基因,使其能够直接排出作为液体燃料的化学物质的东西。几项此类研究,都获得了美国能源部的资助。
也有研究希望将藻类以及动物性油脂作为未来能源进行利用。
据悉今后,布朗教授与威廉姆斯教授的研究团队,还将使用多伦多动物园的2头大熊猫的排泄物,将肠道细菌的研究推向一个崭新的阶段。
布朗教授在ACS的发表中说:这项研究不仅有益于生物燃料的生产,同时也能为熊猫带来益处。因为熊猫所患的疾病大多与消化系统相关,所以通过对肠道细菌的详细分析,也许我们能够找到保持熊猫健康的方法。
“了解熊猫与细菌之间的关系,弄清它们如何吸收能源与营养,从保护物种的角度来看是非常重要的。因为全世界只剩不足2500头的野生大熊猫,而人工饲养的大熊猫也仅有约200头。”
(本译作转自翰文网www.cnposts.com
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