Voiko planeettaa viilentänyt saniainen tehdä sen uudelleen?

Viisikymmentäviisi miljoonaa vuotta sitten, kun tiedemiehet uskovat, että maapallo oli lähes karkumatkalla ja kasvihuonekaasujen vaarallisesti ylikuumentama, myös Jäämeri oli hyvin erilainen paikka. Se oli suuri järvi, joka oli yhteydessä suurempiin valtameriin yhden ensisijaisen aukon kautta: Turgayn meren kautta.

Kun tämä kanava sulkeutui tai tukkeutui lähes 50 miljoonaa vuotta sitten, suljetusta vesistöstä tuli täydellinen elinympäristö Azolla-nimiselle pienilehtiselle saniaiselle. Kuvittele arktinen alue nykyisen Kuolleenmeren kaltaiseksi: Se oli kuuma järvi, joka oli kerrostunut ja kärsi vedenvaihdon puutteesta ulkopuolisten vesien kanssa. Tämä tarkoitti, että sen vedet olivat täynnä ylimääräisiä ravinteita.

Azolla käytti hyväkseen runsasta typpeä ja hiilidioksidia, kahta sen suosikkiruokaa, ja kukoisti. Suuret populaatiot muodostivat paksuja mattoja, jotka peittivät järven rungon.

Se, että saniainen tarvitsee kasvaakseen alleen vain reilun tuuman vettä, saa koko skenaarion näyttämään aivan kohtuulliselta – ainakin siihen asti, kunnes selviää, kuinka paljon hiiltä tämä hiilidioksidia ahnehtiva kasvi imi itseensä noiden miljoonien vuosien aikana.

”Noin puolet tuolloin saatavilla olleesta hiilidioksidista”, sanoo Jonathan Bujak, joka tutkii pölyä ja hienoja kasvihiukkasia palynologina. ”Tasot putosivat 2500-3500 ppm:stä 1500-1600 ppm:iin. ”*

Ja vaikka Azollan aikakauden päättyminen on edelleen epäselvää, seuraavien 49 miljoonan vuoden aikana maapallo ajautui sykliin, joka toi mukanaan vielä jyrkempiä hiilidioksidipitoisuuksien pudotuksia.

Eteläiset mantereet hajosivat toisistaan, ja Etelä-Amerikan ja Intian siirtyessä pohjoiseen Antarktis eristäytyi eristyksiin ja kylmeni entisestään, jolloin se imi itseensä entistä enemmän hiilidioksidia ja synnytti kylmää ilmavirtausta, joka synnyttää jäätä jatkuvia jääkautisia. Jääkausien sarja käynnistyi, kun ilmakehän hiilidioksidipitoisuus laski alle 600 ppm:n noin 2,6 miljoonaa vuotta sitten, mikä on vain 200 ppm alle maapallon nykyisen arvion.

Alkoivat sykliset jääkaudet, joissa vuorottelivat 100 000 vuoden massiiviset jäätiköt, joita seurasivat 10 000 vuoden tauot. 1700-luvun puoliväliin mennessä hiilidioksidipitoisuus oli 280 ppm.

Sankarikasvin nykyaikaiset käyttötarkoitukset
”On todella käsittämätöntä”, Bujak sanoi, ”että planeettamme jäähtyminen ja hiilidioksidipitoisuuden lasku vei 50 miljoonaa vuotta. Nyt saatamme kääntää tämän prosessin päinvastaiseksi muutamassa vuosisadassa.”

Mitä Azollan todellisesta sisimmästä toiminnasta tiedetään, saattaa vielä olla vain pintaraapaisu, mutta ihmiset eri puolilla maailmaa, kuten Kathleen Pryer, Duken professori, joka rahoittaa joukkorahoituksella saniaisen perimän selvittämistä, ovat jatkaneet luovien tapojen keksimistä sen mahdollisuuksien tutkimiseksi. Australian Tasmaniassa asuva entinen radiologi Alan Marshall on vain yksi esimerkki kansalaistutkijasta, joka uskoo, että Azolla voi auttaa planeettaa pääsemään parempaan tasapainoon.

Työskenneltyään kaksi vuotta vapaaehtoisena lääketieteellisenä röntgenhoitajana Itä-Afrikassa Marshall oli alkanut huomata, että tekniikan edistysaskeleet eivät aina ole parhaita saada aikaan suurilla kustannuksilla. Hän alkoi etsiä tapoja käyttää niin sanottua vaihtoehtoista, tarkoituksenmukaista teknologiaa.

”Vaihtoehtoinen” tarkoittaa, että teollisen, kalliin teknologian sijasta, jota voi olla saatavilla vain siellä, missä on huoltohenkilökuntaa, käytetään yksinkertaisempia, paikallisesti saatavilla olevia keinoja saman työn tekemiseen”, Marshall sanoi. ”’Sopiva’ ottaa huomioon sen, mitä paikalliset ihmiset hyväksyvät tarpeidensa, perinteisten ja uskonnollisten näkemystensä, teknisten taitojensa jne. kannalta.”

Marshall oli etsinyt menetelmää, jolla hän voisi käsitellä kotinsa harmaata vettä, lavuaarista tai ammeesta tulevaa vettä, niin että sitä voisi käyttää puutarhassaan, kun hän törmäsi Azollaan.

”Vieraillessani naapurin puutarhassa huomasin vaaleanpunaisen rikkaruohon kasvavan hänen lammikkonsa pinnalla, otin näytteen kotiin ja tutkin sitä internetissä”, Marshall sanoi. ”Todettuani, että se oli Azolla-laji ja että se voisi poistaa vedestä fosfaatteja ja typpeä, tunsin, että siitä voisi olla apua.”

Hän alkoi kokeilla Azollaa osana suodatinjärjestelmää ja kirjoittaa blogia projektistaan muiden Azollan ja vaihtoehtoisen teknologian harrastajien kanssa. Marshall on nyt keksinyt kolmiosaisen suodatinjärjestelmän, joka poistaa tehokkaasti hajun harmaasta vedestä, mutta ei poista taudinaiheuttajia ja viruksia.

Hän sanoi, että tämäntyyppisten pienimuotoisten, helposti toimivien mekanismien kehittäminen on ihanteellista vaihtoehtoiseksi teknologiaksi, mutta sitä voitaisiin myös skaalata käytettäväksi suuremmissa järjestelmissä. Siksi alalla todella tarvitaan ammattilaisia, jotka astuvat kuvaan ja ohjaavat jatkotyötä, hän sanoi.

Syö azollasi. Se on hyväksi sinulle
Muutkin ovat ryhtyneet kokeilemaan Azollan syötävää puolta, kuten Andrew Bujak, kokki ja Jonathan Bujakin poika. Andrew Bujak on kasvattanut sitä kotonaan Kanadassa. Bujak oli alun perin kiinnostunut slow food -käsitteestä, italialaisesta liikkeestä, joka syntyi McDonald’s Corp:n kaltaisten pikaruokaketjujen kasvavan vaikutusvallan vastustamiseksi, ja näki Azollalle henkilökohtaista käyttöä.

”Tajusin, että tämä ei ollut vain hyvä ruoanlähde, koska se oli ravitsevaa ja lähes mautonta, vaan kuka tahansa voisi kasvattaa sitä melkein missä päin maailmaa tahansa. Sitä on helppo löytää, joko netistä tai akvaarioita myyvistä kaupoista. Lisää vain vettä, kirjaimellisesti”, Bujak sanoi nauraen. Kun Bujakia pyydettiin kuvailemaan saniaisen makua, hän vertasi sitä ruohonlehteen.

Azollaa on Bujakin mukaan kasvatettu Kanadan lisäksi lähes kaikkialla maailmassa, joten se on sopeutunut luonnostaan monille eri alueille ja ilmastoon. Tämän vuoksi ihmisten on helppo yksinkertaisesti poimia sitä ja ottaa se käyttöön.

”Ehkä olet pienviljelijä Albertassa ja haluat vähentää kustannuksia ja jättää vähemmän hiilijalanjälkeä”, Bujak sanoi. ”Kasvata Azollaa, ja boom, sinulla on nyt arvokas lannoite, ruoanlähde karjalle ja jotain syötävää itsellesi.”

Hän lisäsi, että Azolla voisi olla myös tulevaisuuden superruokaa, sekä ravitsemuksellisuutensa että sen vuoksi, kuinka vähän maata se vaatii.

”Vaikka kasvattaisimme sitä viljelykasveina, se ei tuhlaisi muuta viljelymaata. Se vain lisättäisiin olemassa oleviin järjestelmiin, kuten sitä käytetään nyt runsaissa riisiviljelmissä”, Bujak sanoi. ”Olosuhteissa, joissa tilaa ruoan kasvattamiseen on äärimmäisen vähän, Azolla tarjoaa paljon ravinteita pienessä tilassa. Sen käyttöä avaruudessa on jopa tutkittu!”

Bujak sanoi, että hänen seuraava projektinsa on luoda saniaisen avulla uudelleen noria, puristettuja kuivattuja merilevälevyjä. Tällä hetkellä Azollaa voidaan myydä Kanadassa ravitsemuslääkkeenä kapseleina ja jauheena, jossa väitetään antioksidanttisia ja yleisiä terveyshyötyjä, mutta sitä ei ole vielä hyväksytty Yhdysvalloissa. Bujak arveli, että ei kestä kauan, ennen kuin Azolla hyväksytään rajan yli, kun otetaan huomioon saniaisen saavutukset.

”Tämä kasvi on niin uskomaton kaikilla tasoilla”, hän sanoi. ”En olisi yllättynyt melkein kaikesta, mihin se kykenee.”

Kiinasta tulee saniaisonni
Kaksi viikkoa sitten Pekingin genomi-instituutti eli BGI, joka omistaa maailman kehittyneimmät sekvensointialustat, suostui Pryerin hankkeeseen rahoittaakseen Azollan genomin kartoituksen. Jo vuoden kuluttua saniaisen menneisyyden mysteerit ja tulevaisuuden täydelliset sovellukset voivat muuttua avoimesti saatavilla oleviksi tiedoiksi.

Gane Ka-Shu Wong, yksi BGI:n perustajista, joka myös opettaa Kanadan Albertan yliopistossa, sanoi, että ryhmän epäsovinnainen syntytausta vastaa jollakin tavalla Pryerin suunnitelmaa. Työskennellessään ihmisen genomiprojektin parissa 1990-luvun lopulla Wong koki, että tiedeprosessista oli tullut liian institutionalisoitunut.

”Palkitsemisjärjestelmä tyypillisessä valtion tai yliopiston laboratoriossa keskittyy aivan liian paljon yksilöön, ei tiimiin”, Wong sanoi. Sitoutuessaan yhteen muiden samalla tavalla tuntevien tutkijoiden kanssa Wong etsi paikkaa, jossa avata ovensa.

”Päätimme, että jos halusimme muuttaa tätä kulttuuria, meidän oli mentävä paikkaan, jossa meillä ei tuolloin ollut käytännössä lainkaan kilpailua”, Wong sanoi. ”1990-luvulla yksi paikka oli hyvin, hyvin erilainen kuin nykyään – se paikka oli Kiina.”

Tietäen, että ihmisen perimä oli pian murrettavissa, tiimi perusti nopeasti liikkeen ulkomaille. Vertaistensa suureksi järkytykseksi he onnistuivat saamaan yhden prosentin osuutensa hankkeesta valmiiksi ajoissa.

”Olimme nyt osoittaneet, että pystyimme siihen, joten laajensimme toimintaa nopeasti. Hallitus kiinnostui, yksityiset yritykset kiinnostuivat, ja yhtäkkiä olimme massiivisia”, Wong sanoo.

Yhtiö toimittaa nyt sairaalatestejä ja -tarvikkeita sen lisäksi, että se tarjoaa täyden valikoiman muita biologisia palveluja, ja pian se alkoi tuottaa voittoa.

”Aloimme käyttää kaupallisista projekteista saatua rahaa rahoittaaksemme sitä, mitä kutsumme ’hauskaksi tieteeksi'”, Wong sanoi viitaten projekteihin, jotka kiinnostavat tiedemiehiä vain siksi, että ne vastaavat johonkin kysymykseen, eivätkä välttämättä palvele taloudellista tarkoitusta.

”Pohjimmiltaan olemme joukko tiedemiehiä, jotka rakastavat tieteen tekemistä ja haluavat ansaita elantonsa. Toistaiseksi se on ollut melko menestyksekästä”, Wong sanoi. ”Tavoitteenamme on levittää tätä tietoa niin, että mahdollisimman moni saa sen käyttöönsä.”

BGI keskittyy myös selvittämään Azollan ja sen läheisenä matkakumppanina olevien syanobakteerien monimutkaista suhdetta, jota BGI pitää myös avaintekijänä saniaisen tuleville käyttömahdollisuuksille ja sen tutkimuksen laajentamiselle.

Muut, jotka ovat työskennelleet Azollan parissa vuosikymmeniä, ovat innoissaan uutisesta.

Rikkaruohon onni edessä?
”Tämä tieto antaa meille mahdollisuuden kontrolloida Azollaa tavalla, jota meillä ei ollut aiemmin”, sanoi Francisco Carrapico Lissabonin yliopistosta. ”Voimme lisätä hiilen sitomista ja typen sitomista tai antaa Azollan ominaisuuksia muille kasveille. Olemme jopa löytäneet Azollasta kemikaaleja, jotka pysäyttävät solujen jakautumisen. Kysymys kuuluukin, mitä sellaista löydämme, mihin Azolla ei pysty.”

Saniaisella on yksi haittapuoli, joka on saanut sille ikävän maineen osassa Eurooppaa ja nimityksen rikkaruohoksi Pohjois-Amerikassa. Azolla, kuten useimmat levät, voi muodostaa massiivisia kukintoja, kuten se teki 49 miljoonaa vuotta sitten arktisella alueella, tukahduttaen elämän alapuolella.

Jopa näissäkin tapauksissa, väitti Jonathan Bujak, ”kukinta on oire”, joka yleensä johtuu korkeasta typpipitoisuudesta.

Vaikka Pryer sanoi, että hänen motivaationsa Azollan toteuttamiseen olivat lähinnä akateemisia, hän näkee varmasti mahdollisuuden, että Azollan ympärille voi tulevaisuudessa kasvaa riskipääomaa.

”Halusimme genomin ihmisille, ihmisten toimesta”, Pryer sanoi naurahtaen. Toiset taas ajattelevat, että Pryerin työstä voidaan saada jotain muutakin kuin akateemista oppimista, ympäristösovelluksia tai teollista käyttöä.

”Azolla on saanut minut ymmärtämään, että asiat elämässä ovat hyvin erilaisia kuin mitä meille opetetaan”, Carrapico sanoi. ”Elämä on kuin internet: Kaikki on näkymättömästi yhteydessä toisiinsa, mutta unohdamme tämän niin usein. Emme näe, miten vaikutamme toisiimme. Voimme tarkastella näitä yhteyksiä ja biologian avulla investoida muutoksiin, jotka parantavat maailmaa, jonka jätämme jälkeemme.”

Rahoituspyrkimykset jatkotutkimuksia varten päättyvät keskiviikkona, mutta tämä ei varmasti ole viimeinen luku Azolla-saagassa, tarinassa, joka alkoi kauan ennen kuin ihmiset asuttivat planeettaa, ja joka todennäköisesti jatkuu vielä kauan sen jälkeen, kun me olemme poissa.
*Oikaisu (16.7.14):

Painettu Climatewire-lehdestä Environment & Energy Publishing, LLC:n luvalla.

Painettu Climatewire-lehdestä Environment & Energy Publishing, LLC:n luvalla.

www.eenews.net, 202-628-6500

.