زراعة البلاستيك

أشجار تطرح بلاستيك


مع التطورات المذهلة والقفزات السريعة في مجال الهندسة الوراثية يجب أن نطلق العنان لخيالنا لتصور ما سيكون عليه مستقبل أطفالنا، بل ومستقبلنا القريب، إلا أن هذا ليس خيالا؛ ففي المستقبل القريب سنزرع البلاستيك.

بالطبع ليس بهذا المعنى الحرفي، لكنه سيكون ناتجًا ثانويًّا لزراعة بعض المحاصيل مثل الذرة وفول الصويا، فقد استطاع فريق من الباحثين من جامعة "برديو" Purdue University استنساخ جين من إحدى النباتات المعملية المعروفة، والتي يطلق عليها Arabadopsis، يقوم هذا الجين بإنتاج إنزيم مسئول عن حث النبات على حفظ وتخزين بعض المركبات التي يمكن استخدامها كمواد أولية لإنتاج البلاستيك، وبإضافة هذا الجين لجينات بعض المحاصيل ستستطيع النباتات إنتاج وتخزين تلك المركبات دون أن يؤثر هذا على صحة النبات.

من المعروف أن البترول هو أساس صناعة كل أنواع البلاستيك تقريبا، غير أن النباتات التي سيضاف لها هذا الجين سيكون لديها القدرة على صناعة أنواع جديدة ذات خصائص أكثر تميزا من حيث الشدة أو المرونة، وليس فقط على إنتاج مواد أولية يمكن استخدامها في صناعة أنواع البلاستيك الموجودة نفسها حاليا والمصنعة من البترول.

والبلاستيك الذي نستخدمه حاليا ينتج عن طريق عمل سلاسل من مركبات مشتقة من البترول (ويطلق على تلك السلاسل بوليمارات polymers، كما يطلق على الجزيئات المفردة المكونة لتلك السلاسل مونومارات monomers)، وحتى الآن كان يعوق إنتاج العلماء لأنواع متعددة من البلاستيك وجود عدد محدود من المركبات التي يمكن عملها من المونومارات الموجودة في البترول، إلا أن النباتات ستحل تلك المشكلة؛ حيث ستمكن العلماء من إنتاج كمية هائلة من المركبات المختلفة التي يمكن استخدامها في إنتاج أنواع عديدة ومتطورة من البلاستيك تحمل خصائص لم تتوافر في أنواع البلاستيك الحالي.

والنباتات مصانع كيميائية مذهلة تنتج عددا مهولا من المواد الكيميائية، كما أن النبات لديه نظام لإنتاج وتخزين كميات كبيرة من المركبات، والتي يستخدمها في حمايته من الحشرات والأمراض والأشعة فوق البنفسجية في ضوء الشمس، ويقوم بإنتاج تلك المركبات عن طريق اتحاد بعض الجزيئات لإنتاج أشكال ثابتة وقابلة للذوبان من هذه المركبات، ويقوم بتخزينها في مكونات صغيرة داخل الخلية يطلق عليها vacuoles تقوم تلك الـ vacuoles بفصل المركبات المنتجة عن العمليات البيوكيميائية التي تحدث داخل النبات.

وباستغلال هذا النظام وعن طريق علم الجينات genomics يمكن تحديد الجين المسئول عن إنتاج المركبات المطلوبة لإنتاج أنواع معينة من البلاستيك، وباستخدام التكنولوجيا الحيوية يمكن إدخال هذا الجين لجينات نباتات المحاصيل؛ فتقوم تلك النباتات بإنتاج المركب المطلوب.

وباستخدام الجين الذي تم اكتشافه من خلال هذا البحث يمكن حث النبات على حفظ وتخزين هذا المركب، وبالتالي يمكن استخراجه واستخدامه في تصنيع أنواع جديدة من البلاستيك. إلا أن المشكلة الحقيقية التي ما زالت تواجه الباحثين هي كيفية حث النبات على إنتاج كميات وفيرة من تلك المركبات؛ حتى تصبح عملية إنتاج البلاستيك منها قابلة للتنفيذ بصورة اقتصادية. فرغم أن البترول من المصادر المحدودة وغير المتجددة فإنه ما زال مصدر أقل تكلفة لمونومارات البلاستيك .

ومن جهة أخرى يحاول فريق البحث نفسه حث أنواع من الميكروبات المهندسة جينيا لإنتاج المونومارات؛ حيث يحاولون حاليا استخدام بكتريا تسمى "إي كولاي" "E. coli" لإنتاج مونومارات لنوع من البلاستيك يستخدم في خيوط السجاجيد، بالإضافة لاستخداماته الأخرى، إلا أن النباتات تعتبر أنسب لإنتاج مونومارات البلاستيك من الناحية الاقتصادية.

وينتظر في المستقبل القريب مع بداية إنتاج تلك الأنواع المتطورة من البلاستيك بخصائصه المتميزة أن يفتح مجالات جديدة لاستخدامات البلاستيك لم تكن مطروقة من قبل، كما قد نجد أنواع البلاستيك المناسبة لصناعة بعض الأشياء التي لم يكن يناسبها أنواع البلاستيك الحالية، مثل صناعة قلوب وصمامات صناعية. وعلى كل حال فنحن في انتظار ما ستجلبه لنا أو علينا الهندسة الوراثية.