Bodo rastline naše rešiteljice?

Za razviti del sveta, kjer skorajda ni več klasičnih štedilnikov in peči na trda goriva, velja, da je sorazmerno dober. A kot so pokazale raziskave v zadnjem desetletju, zrak v naših domovih ni tako čist, kot pogosto mislimo. V pohištvu, v tleh in tudi na stenah so pogosto materiali, ki vsebujejo razne pigmente, topila, lepila … in vsi ti materiali v zrak naših bivališč počasi oddajajo škodljive snovi, ki utegnejo v večjih koncentracijah ali pa ob dolgotrajni izpostavljenosti povečati tveganje, da resno zbolimo. 

Razne, celo rakotvorne snovi se v zraku naših bivališč znajdejo tudi ob povsem vsakdanjih opravilih: ko se prhamo z vodo, ki je praviloma klorirana, iz nje v ozračje prehajajo delci kloroforma, ki jih ne more prestreči noben filter za zrak, ker so premajhni. Enako se dogaja, ko klorirana voda vre v kuhinji. Podobna zgodba je z benzenom, sestavino bencina, ki iz garaže, kjer parkiramo avto ali shranjujemo kosilnico, prehaja tudi v stanovanje. 

Zato ni presenetljivo, da je veliko pozornosti vzbudil dosežek raziskovalcev z ameriške univerze Washington. Tik pred koncem leta 2018 so v reviji Environmental Science & Technology  poročali, da so gensko preoblikovali dokaj običajno sobno rastlino, plezalko zlati potos (Epipremnum aureum), da se »prehranjuje z molekulami škodljivega benzena in kloroforma«. Potos so modificirali tako, da izraža protein 2E1, ki spojine s škodljivima benzenom in kloroformom pretvori v molekule, ki jih lahko rastline nato uporabijo za svojo rast. 

Kako jim je uspelo ustvariti tako naravnega in nevsiljivega  ter povrhu še lepega odstranjevalca škodljivih snovi v zraku, ki jih dihamo med spanjem, počivanjem, delom? Stuart Strand se je skupaj s svojimi sodelavci odločil, da uporabi beljakovino, imenovano citokrom P450 2E1 ali skrajšano 2E1, ki je prisotna v vseh sesalcih, torej tudi v človeku. V naših telesih protein 2E1 spremeni benzen v kemikalijo, imenovano fenol, kloroform pa v ogljikov dioksid in kloridne ione. Toda pri tem so naleteli na oviro: 2E1 je v naših jetrih in se vklopi, ko pijemo alkohol. Zato ni na voljo, da bi nam pomagal obdelovati onesnaževala v našem zraku.

»Zelena« jetra

A Stuart Strand in njegovi sodelavci so našli pot, kako zaobiti to oviro. Sklenili so ustvariti druga, zunanja oz. zelena jetra. Odločili so se, da se bo ta kemična reakcija zgodila zunaj telesa v rastlini, kar je po Strandovih besedah primer koncepta zelenih jeter. »In 2E1 je lahko koristen tudi za rastline,« poudarja Stuart Strand. »Rastline uporabljajo ogljikov dioksid in kloridne ione za pripravo hrane, fenol pa porabijo za izdelavo sestavin za svoje celične stene.«

Raziskovalci so izdelali sintetično različico gena, ki deluje kot navodilo za izdelavo zajčje oblike 2E1. Nato so ga vstavili v plezalko zlati potos, tako da je vsaka celica v rastlini izražala beljakovino. Vrsta potosa, ki so jo gensko preoblikovali, v zmernem podnebju ne cveti, zato gensko spremenjene rastline ne bodo mogle širiti peloda, zagotavljajo. »Celoten proces je trajal več kot dve leti,«  je povedal glavni avtor članka v omenjeni reviji Long Zang, raziskovalec na oddelku za civilni in okoljski inženiring. »To je zelo dolgo obdobje v primerjavi z raziskavami na drugih laboratorijskih rastlinah, ki običajno  trajajo le nekaj mesecev. A izplačalo se je porabiti več časa, saj je potos zelo robustna sobna rastlina, ki dobro raste v vseh razmerah.«

Sledilo je preizkušanje, kako lahko njihove spremenjene rastline odstranijo onesnaževala iz zraka in kako so pri tem opravilu boljše in bolj učinkovite od običajnega potosa. Obe vrsti rastlin so zaprli v steklene epruvete in nato v vsako dodali benzen ali kloroform. Enajst dni so nato budno spremljali  spreminjanje koncentracij vsakega onesnaževala v epruvetah.

V epruvetah z običajnim, nespremenjenim potosom  se koncentraciji obeh plinov nista spreminjali. Pri gensko spremenjenem potosu  pa se je koncentracija kloroforma po treh dneh zmanjšala kar za 82 odstotkov. Koncentracija benzena v epruvetah z modificiranimi rastlinami se je prav tako zmanjšala, vendar počasneje kot pri kloroformu: do osmega dne se je koncentracija benzena zmanjšala za približno 75 odstotkov.

Za večjo učinkovitost še ventilator

Pri preizkušanju »požiranja« benzena in kloroforma iz zraka v prostoru so raziskovalci uporabili veliko večje koncentracije obeh snovi, kot so sicer običajne v zraku naših domov. Vendar pa avtorji raziskave pričakujejo, da bo modificirani potos enako učinkovito kot v testnih epruvetah odstranjeval kloroform in benzen tudi iz zraka v sobi.  Morda celo hitreje, upajo. Da bi rastline čistile zrak v celotnem stanovanju, bi bilo po nasvetu avtorjev raziskave priporočljivo potos postaviti v kot prostora in nato s sušilnikom za lase ali z ventilatorjem usmerjati zrak proti njemu oziroma mimo njegovih listov. »Tudi brez tega bi potos opravljal svojo čistilno vlogo, le da bi kar dolgo trajalo, da bi škodljive molekule z drugega konca stanovanja zašle med njegove liste,« pojasnjuje Strand. »Če rastlina raste v kotu sobe, očisti nekaj zraka, ampak brez povečanega pretoka zraka bo dolgo trajalo, da  bo molekula z drugega konca hiše dosegla rastlino.«

Tudi nad formaldehid

Trenutno si prizadevajo, da bi povečali zmogljivost rastlin tako, da jim dodajajo beljakovine, ki lahko razgradijo še eno nevarno molekulo, ki jo najdemo v domačem zraku: zloglasni formaldehid, ki je sestavni del nekaterih lesnih izdelkov, kot so laminatne talne obloge in omare, ter tobačnega dima. »To so vse stabilne spojine, zato se jih je zelo težko znebiti,« pojasnjuje Strand. »Če ni beljakovin, ki bi razgradile te molekule, bi morali uporabiti visokoenergetske procese. A način s potosom, ki požira te beljakovine, je veliko preprostejši in bolj trajnosten.«

Pa še bolj prijeten je za počutje in lepši za pogled, kar v okolju, kot je dom, kjer naj bi se dobro počutili, se sprostili in spočili, še zdaleč ni nepomembno. 

Kdaj bo mogoče kupiti ta čistilnik zraka? V Kanadi že prav kmalu, saj so tam njegovo uporabo že dovolili. Ta vrsta potosa v hladnih razmerah, ki so značilne za Kanado, ne more cveteti in zato ni  nevarnosti, da bi se nenadzorovano razširil v okolje. V ZDA pa nasprotno potos lahko raste in cveti na Floridi, zato ameriška uprava za hrano in zdravila (FDA) za zdaj gensko preoblikovane različice rastline ni dovolila za prodajo.

Kava za na pot v skodelici iz bučke

Potos pa ni edina rastlina, ki nam utegne pomagati pri reševanju novodobnih težav. Po nedavni kampanji  v ZDA za omejitev priljubljene navade pitja kave »spotoma«, torej v skodelicah za enkratno uporabo, ki je v velikem valu, pravzaprav kar cunamiju, pljusknila tudi k nam, je bilo v državi izvora, to je v ZDA, kar  nekaj poskusov, da bi ustvarili za okolje prijazno alternativo. »Skodelice in embalaža za na pot so postali standard vsakdanjega življenja, vendar pa zaradi tega nastajajo neverjetne količine odpadkov. Kako se temu izogniti? V projektantski reviji Dezeen so sklenili rešitev najti v naravi. Predstavili so inovacijo oblikovalskega studia Creme v Brooklynu, ki ga vodi arhitekt Jun Aizaki. Njegovi oblikovalci so ustvarili edinstven kalup, v katerem lahko gojijo bučke, kalup pa jih oblikuje v popolnoma biorazgradljive skodelice. Bučke gojijo v 3D-tiskanem kalupu, dokler se ne posušijo in se spremenijo v popolnoma vodotesno, trpežno posodo, ki jo je mogoče zlahka zlagati in po uporabi kompostirati. 

Te nove rastlinske skodelice pa niso edini primer, ko so nam v spopadu s problemi v okolju v pomoč prav rastline. V reviji Dezeen izpostavljajo pet primerov, ko nas prav rastline utegnejo rešiti iz težav, v katere smo se sami pahnili. Na prvo mesto postavljajo gobe, in sicer kot material za pakiranje. Gobe je namreč mogoče usmeriti tako, da zrastejo v kakršnokoli obliko ali velikost. Te gobje škatle imajo dno iz cevastih celic, micelija oz. vlaknin, ki so tanke kot lasje in so surovina za novo biorazgradljivo embalažo, ki so jo razvili v studiu Ecovative Design. Material za embalažo ustvarjajo iz kmetijskih odpadkov, ki jih čistijo in mešajo z micelijem. Vlakna micelija se začnejo razraščati okoli odpadkov in jih povezovati, da nastane želena oblika. Pri Ecovative pojasnjujejo, da lahko njihov novi embalažni material podobno kot bučo gojijo v kalupu določene oblike – s to razliko, da ta vlakna zrastejo v želeno obliko že samo v šestih dneh, razpadejo pa v 180 dneh po tem, ko končajo svojo pot na odlagališču odpadkov.

Trpežni bambus, orlova praprot in trajno žito

Na drugem mestu je bambus, ki se odlikuje po hitri rasti in po tem, da je zelo močan. Bambus je hitro rastoč, trajen in zelo močan. V zadnjem času, ko je postalo družbeno nesprejemljivo srkati pijačo s plastično slamico iz plastenke za enkratno uporabo, dobiva bambus skoraj zvezdniški položaj. Zakaj? Ker se je izkazal kot zelo primeren material za slamice v času, ko so plastične že marsikje prepovedali. V nasprotju s plastičnimi slamicami so slamice iz bambusa narejene brez črnil in barvil. In bambus ni le odlična alternativa plastičnim slamicam, ampak je tudi dober vir vlaknin in surovina za papir, za pridelavo katere je potrebno bistveno manj energije. Bambus lahko zraste od dva do tri metre na dan in ker je trajna trava, ga lahko večkrat režemo oziroma žanjemo. Ne da bi ga bilo treba sejati oziroma saditi na novo.  

Na tretjem mestu je orlova praprot, ki živi tako rekoč povsod, le v puščavah bi jo zaman iskali. Ta trpežna stara rastlina, za katero nekateri celo menijo, da je v daljni preteklosti iz nje nastal tudi premog, lahko raste v okolju, ki je strupeno za druge rastline, na primer v tleh, onesnaženih s svincem, nikljem, kadmijem, bakrom in arzenom. Ne le, da v takih tleh uspeva, ampak te težke kovine celo vsrka in jih skladišči v svojem tkivu. 

Večina kmetijskih pridelkov, ki jih danes gojimo, je enoletnih, kar pomeni, da jih je treba sejati oziroma saditi vsako leto znova in pred tem njive preorati, sejati, škropiti s pesticidi itd. Zato v kmetijstvu čedalje bolj intenzivno raziskujejo možnosti uvedbe trajnih, robustnih vrst pšenic. Te je lažje vzdrževati, bolj prispevajo k izboljšanju strukture tal in k zadrževanju hranil. Med take perspektivne sorodnice pšenice sodi njena sorodnica kernza, udomačeno žito, ki izvira iz trave.

Bo doba alg zamenjala dobo plastike?

Ne nazadnje pa so na tem seznamu tudi alge, za katere je znano, da lahko hitro rastejo in so zelo odporne. V sebi imajo dvakrat več beljakovin, kot ga premore meso, pa tudi več betakarotena, kot ga je v korenju, in več železa, kot ga ima špinača. In za povrhu lahko izredno hranljive alge gojimo v onesnaženi vodi in v neobdelani zemlji. Rastejo lahko skoraj povsod, ne da bi posebej obremenjevale okolje. 

Članek je bil objavljen v reviji Gea (marec 2019)

Več o reviji Gea >