الجينات تحوّل الخشب وقوداً حيوياً قوامه الـ«إيثانول»

الجينات تحوّل الخشب وقوداً حيوياً قوامه الـ«إيثانول»

إعداد أحمد مغربي
عندما تتابع العيون تقلّبات أسعار البترول وأسهم البورصات، يحلم بعضها بمصادر آخرى للطاقة، تجعل سلتها أكثر تنوّعاً وإتّساعاً. ليس غريباً ان ترافقت أزمة الإقتصاد العالمي المتدحرجة منذ 4 سنوات، بالسعي المحموم للتوصّل الى أنواع من الطاقة البديلة Alternative Energies، تكون عملانية وسهلة ووفيرة، ما يؤهلها لمنافسة أنواع الوقود الإحفوري Fossile Fuel مثل النفط والفحم الحجري.

في هذا السياق، لم يتأخّر البعض في التفكير بالعودة الى الخشب، خصوصاً أنه أحد أقدم أشكال الطاقة التي استخدمها البشر تاريخياً. ليس للتفكير في إحراقه ولا تحويله فحماً، بل لإستخراج مادة الـ»إيثانول» Ethanol منه. المعلوم أن هذه المادة تستخرج من الغاز الطبيعي راهناً، وأنها مؤهلة لتكون وقوداً لأشكال مستقبلية من الطاقة مثل بطاريات الوقود Fuel Cells.

وعلى نحو غير متوّقع نسبياً، دخل لاعب جديد الى ملاعب الطاقة: إنهم إختصاصيو علوم الوراثة والجينات! ما هي علاقة أحماض الوراثة بالطاقة التي تُحرّك الآلات الجامدة؟ الجواب بسيط نسبياً أيضاً، إذ يعد علماء الوراثة بأنهم قادرون على التلاعب في جينات الأشجار ما يحوّلها مصدراً جديداً للطاقة! لكنه أمر يثير كثيراً من الرعب أيضاً، خصوصاً أن هذا التعديل الوراثي يهدّد الأشجار نفسها بالوهن والضعف والذواء. وأيضاً، ماذا لو امتدت أنياب وحش الطاقة لتلتهم أشجار الأرض وغاباتها؟

من الناحية التقنية المحضة، يرى إختصاصيو الجينات أن تقليص كمية مادة «الليغنين» في السيلولوز، وهو النسيج الأساسي في الأشجار، يحوّل أخشابها إلى إيثانول. وفي الحال الطبيعية، يتركّز الليغنين في جدار خلايا الأشجار، فيضحي تفكيكه صعباً، ويقاوم عملية جعله سكراً بسيطاً من الممكن تحويله إلى إيثانول.

وفي تطوّر واعد، طوّر البروفسور فينسينت ل. شيانغ، المدير المساعد في «مجموعة التكنولوجيا البيولوجية للغابات» في جامعة «نورث كارولاينا» أخيراً، أشجاراً مُعدّلة وراثياً تحتوي على نصف كمية مادة الليغنين الموجودة في الأشجار الطبيعية.

وفي المقابل، اعتبر بعض نشطاء البيئة أن عملاً مماثلاً ربما يكون خطراً لأن مادة «الليغنين» تعطي الأشجار صلابة بنيتها، وتزيد من مقاومتها للحشرات. ويقرّ بعض العلماء الذين يعملون على تغيير تركيبة الخشب بهذا الأمر.

في هذا الصدد، أعلن شارون مانسفيلد، وهو أستاذ مساعد في «علم الخشب» في جامعة «بريتيش كولومبيا» أنه «لو كانت الأشجار قادرة على العيش في هذه الظروف لكانت الطبيعة إختارت الأشجار التي تحتوي على كمية أقل من مادة الليغنين».

وكذلك أعلنت سوزان ماك كورد، المديرة التنفيذية في «معهد التكنولوجيا البيولوجية للغابات»، ومقره مدينة «رالاي» في ولاية «نورث كارولاينا»، أنها تعتقد بأن «الناس لن ينظروا إلى تلك الأشجار المُعدّلة وراثياً كمصدر للمحاصيل».

وفي المقابل، إقترح بعض العلماء تعديلاً وراثياً مزدوجاً للأشجار، بحيث تعطي السيللولوز القابل للتحوّل وقوداً، إضافة إلى رفع قدرتها على امتصاص ثاني أوكسيد الكربون، فتساعد بالتالي على مكافحة الإحتباس الحراري.

عملاق وقود نائم

من الناحية العلمية، ترتكز محاولة استخراج الإيثانول من الخشب المُعدّل وراثياً إلى التدخل في العملية التي تصنع بواسطتها الشجرة «الليغنين» و»السيللولوز». ثمة طُرُق متنوّعة لإنجاز هذا التدخّل.

وفي إحداها، يتدخل العلماء في الجينات المسؤولة عن إنتاج الأنزيم الذي يكوّن مادة الليغنين ويوقفون عمل تلك الجينات، ما يقلل من انتاج ذلك الأنزيم وتالياً «الليغنين». وتستطيع هذه الطريقة خفض كمية «الليغنين» إلى النصف.

لقد إنتقدت آن بيترمان، زعيمة حملة وقف هندسة الأشجار جينياً، هذا المسعى، معتبرة أن الشركات تستغل المخاوف العامة إزاء الطاقة لبيع هذه التكنولوجيا المثيرة للجدال.

في المقابل، أشارت عالمة البيولوجيا كلير ويليامز إلى أن الهواء قد يحمل لقاح بعض الأشجار، كالصنوبر، لمئات الأميال. وإذا جاء اللقاح من أشجار عُدّلت بحيث تحتوي كميات خفيضة من «الليغنين»، فإن ذلك يعني انتشارها وتلاقحها مع بقية الأشجار البريّة. والنتيجة؟ غابات أشجار ضعيفة لا تقوى على مقاومة الحشرات، فتذوي، ما يحمل كابوس فناء جماعي للغابات!

ولفتت ويليامز أيضاً إلى أن حياة الأشجار الطويلة لم تسمح للعلماء الى الآن بتقويم عواقب التعديل الجيني، إذ تحتاج شجرة الصنوبر مثلاً، إلى 25 سنة لتبدأ في إعطاء ثمارها.

وفي المقلب الآخر من هذا المشهد، أعلن ريتشارد ميلان، الأستاذ المساعد في علم وظائف (فيزيولوجيا) الأشجار في جامعة «بيرديو» الأميركية، عن قناعته بأن التعديل الوراثي هو الطريقة الوحيدة لتأهيل الأشجار كي تستخدم في إنتاج الطاقة، مُشيراً إلى ضرورة استزراع غابات كثيفة منها.

وعلى عكسه كلياً، أكّد ستيفن ستراوس، أستاذ علم الغابات في جامعة «أوريغون»، الذي أنجز تجارب ميدانية على الأشجار المعدلة وراثياً، أن اللعب بالتكوين الوراثي للأشجار بهذه الطريقة، لا يجب أن يجري بالاعتماد على نتائج جزئية لتجارب المختبر، مثلما تفعل الشركات حاضراً.

وفي سياق متصل، يشير جيفري بيدرسون، الباحث الأميركي في علم الوراثة، إلى احتمال حدوث تكيّف طبيعي في الأشجار المُعدّلة التي تحتوي نسبة خفيضة من الليغنين، ولكنه يرى أن ذلك الأمر يحتاج إلى بحوث مكثّفة.

وعوضاً عن تقليص مادة الليغنين، حاول الباحثون في جامعة «بيرديو» سلوك درب مغاير، إذ أشارت كلينت شابل، وهي عالمة في كيمياء الأشجار، إلى إمكان صنع مادة الليغنين بمزج نوعين من الكحول. واقترحت إحداث تعديل جيني يسمح لهذا الخليط بالحلول مكان الليغنين، ما يسهل عملية الحصول على الإيثانول. وقد ذهب ميلان إلى حدّ اقتراح البحث عن أشجار طبيعية في البرية تحتوي أخشابها على هذا الخليط، ثم العمل على مكاثرتها، ما يلغي الحاجة إلى التلاعب الجيني.