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移民火星或将用上青岛海洋微藻

  • 2019-03-25 14:26:52 来历:青报网修改:网友投稿

记者从中科院青岛生物动力与进程研讨所得悉,该所日前开发高固碳才能的工业产油微藻细胞工厂,完结了经济又环保的海洋微藻运用新模式,其机制或可用于未来的火星大气改造。

微藻,地球固碳的“主力军”

人类活动排放的二氧化碳等温室气体,导致了全球气候变化和海洋酸化等重大环境和社会问题。削减碳排放,是阻挠全球变暖的要害。

在自然界中,完结碳循环的途径,首要是通过生物体生命进程中的光合作用完结生物固碳。但是,树木、植物只能缓慢吸收大气中的二氧化碳,受土地面积的约束,其消纳二氧化碳的总量与人类出产活动的排放量比,非常有限。而与农作物比较,微藻具有光合速率高、繁衍快、环境习惯性强,可调控以及可与其他工程技术集成等长处,可获得高效、立体、高密度的培育。据介绍,每吨微藻生物约可固定2吨二氧化碳,且微藻培育进程可对点源排放的二氧化碳进行运用。

“以微藻为代表的海洋浮游植物每年可固定全球二氧化碳固定量的40%,是当时地球固碳的‘主力军’。”青岛动力所单细胞中心主任徐健研讨员告知记者,他们的首要研讨便是运用工业产油微藻,将阳光和烟道气(即煤等化石燃料焚烧时所发生的对环境有污染的气态物质)等工业二氧化碳排放源直接转化为柴油等先进生物燃料,维护生态环境的一起完结经济效益。

“咱们首要运用的微藻是一种名为‘微拟球藻’的工业产油微藻,这种微藻可在国际各地完结室外大规模培育,和其他微藻比较优势显着。”单细胞中心助理研讨员魏力告知记者,微拟球藻具有成长速度快、二氧化碳耐受才能强、海水淡水均可培育、遗传操作较完善等杰出长处。

让微藻“返祖”,吸“碳”才能进步30%

“尽管找到了适宜的微藻种类,但在刚开始的试验中,因为烟道气中的二氧化碳浓度较高,微藻的成长状况并欠安。”魏力介绍,因为烟道气中的二氧化碳含量高于5%,是大气中0.04%的碳含量的百倍以上,在这种状况下,高浓度的二氧化碳及其导致的酸性培育条件,通常会按捺工业产油微藻的成长与繁衍,然后大幅度降低了工业生物固碳产油进程的经济性。

假如不处理微藻的二氧化碳耐受性问题,就难以进行规划和构建超级光合固碳细胞工厂。所以,单细胞中心的研讨人员就此依据微藻特性提出了一个假定,找到微藻感应二氧化碳的“要害靶点”,对它的碳浓缩机制动“手术”,然后处理这一问题。

据了解,藻类等植物被认为是约5.1亿年前呈现的,那段时刻的地球大气中,二氧化碳浓度高,是当时地球大气二氧化碳浓度的二十几倍。“这也就证明晰,藻类在逐步进化,习惯低浓度的二氧化碳环境。咱们期望通过一种方法,让工业微藻‘返祖’。”魏力说,通过重复试验,研讨团队发现,人为的损坏或按捺微藻的碳浓缩机制可到达这一作用。

据介绍,在相似烟道气的环境中,通过靶向敲低坐落细胞质内的一个特别的碳酸酐酶基因的工程微拟球藻株,其生物质产量能进步超越30%,并且含油量不受影响。

高固碳微藻或可用于火星大气改造

3月21日,代谢工程范畴尖端期刊《代谢工程》刊载了青岛动力所单细胞中心的研讨成果。通过开发高固碳才能的工业产油微藻细胞工厂,不只关于工业烟道气直接转化生物柴油具有运用价值,关于人类生存空间的拓宽也有重要意义。

“研讨标明,这种改进性状习惯性极强,且具有适当安稳的遗传性。”徐健表明,通过改进后,工程藻株的成长呈现了一个风趣的现象,藻株的成长优势只在烟道气培育条件下展示,若在空气浓度二氧化碳下,工程藻株则丧失了成长优势。因而,研讨不只证明工业微藻的二氧化碳含量习惯性能够理性调控,并且发明晰一种原创的工程藻株生态操控战略。

当时,全球各国关于碳排放问题越来越注重。四年前,近200个国家到达《巴黎气候协议》,方针是将全球气温较工业化前水平的增幅操控在2°C以内,以此防止极地冰层消融和海平面上升的结果。但据全球碳项目(GCP)科学家上一年年末的开始估计,2018年的全球碳排放增幅估计到达2.7%,较前年1.6%的增速进一步加速。

在碳排放逆势上扬的环境下,青岛动力所研讨团队的这一新思路不只关于工业烟道气直接转化生物柴油具有运用价值,关于人类生存空间的改造与拓宽也有启示。

“火星大气中95%是二氧化碳,假如人类未来挑选移民火星,这或许能给火星大气改造供给一种好的思路。”徐健说。


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