Poate feriga care a răcit planeta să o facă din nou?

În urmă cu 55 de milioane de ani, când oamenii de știință cred că Pământul se afla într-o stare aproape de fugă, periculos de supraîncălzit de gazele cu efect de seră, Oceanul Arctic era, de asemenea, un loc foarte diferit. Era un lac mare, conectat la marile oceane printr-o singură deschidere primară: Marea Turgay.

Când acest canal s-a închis sau a fost blocat acum aproape 50 de milioane de ani, corpul de apă închis a devenit habitatul perfect pentru o ferigă cu frunze mici numită Azolla. Imaginați-vă Arctica ca Marea Moartă de astăzi: A fost un lac fierbinte care a devenit stratificat, suferind din cauza lipsei de schimb cu apele exterioare. Asta însemna că apele sale erau încărcate cu exces de nutrienți.

Azolla a profitat de azotul și dioxidul de carbon abundente, două dintre alimentele sale preferate, și a înflorit. Populațiile mari au format covoare groase care au acoperit corpul lacului. Când precipitațiile au crescut din cauza schimbării climei, inundațiile au oferit un strat subțire de apă dulce pentru ca Azolla să se strecoare spre exterior, peste părți ale continentelor înconjurătoare.

Azolla a înflorit și a murit astfel în cicluri timp de aproximativ 1 milion de ani, de fiecare dată depunând un strat suplimentar din pătura groasă de sedimente care a fost în cele din urmă găsită în 2004 de către Arctic Coring Expedition.

Faptul că feriga nu are nevoie decât de puțin peste un centimetru de apă sub ea pentru a crește face ca întregul scenariu să pară în limite rezonabile – asta până când afli cât de mult carbon a absorbit această plantă avidă de dioxid de carbon în decursul acelui milion de ani.

„Aproximativ jumătate din CO2 disponibil în acel moment”, a declarat Jonathan Bujak, care studiază praful și particulele fine de plante ca palinolog. „Nivelurile au scăzut de la 2.500-3.500 la 1.500-1.600 ppm. „*

În timp ce ceea ce a pus capăt epocii Azolla rămâne neclar, în următoarele 49 de milioane de ani, Pământul a intrat într-un ciclu care a adus scăderi și mai drastice ale nivelurilor de CO2.

Continentele sudice s-au despărțit și, pe măsură ce America de Sud și India au migrat spre nord, Antarctica a devenit izolată și din ce în ce mai rece, absorbind mai mult CO2 și creând un efect de tip bandă transportoare de aer rece care a perpetuat gheața. O succesiune de ere glaciare a fost declanșată odată ce CO2 din atmosferă a scăzut sub 600 ppm în urmă cu aproximativ 2,6 milioane de ani, cu doar 200 ppm mai puțin decât estimarea actuală a Pământului.

Au început ere glaciare ciclice, care se rotesc între 100.000 de ani de ghețari masivi, urmați de pauze de 10.000 de ani. Până la mijlocul secolului al XVIII-lea, nivelurile de CO2 erau de 280 ppm.

Căutând utilizări moderne pentru o plantă eroică
„Ceea ce este cu adevărat de neînțeles”, a spus Bujak, „este că procesul anterior de răcire a planetei noastre și de scădere a CO2 a avut nevoie de 50 de milioane de ani pentru a se desfășura. Acum, s-ar putea să inversăm acest proces în câteva secole.”

Ce se știe despre adevărata funcționare interioară a Azolla s-ar putea să fie încă doar la suprafață, dar oameni din întreaga lume, cum ar fi Kathleen Pryer, un profesor de la Duke care finanțează prin crowdfunding genomul ferigii, au continuat să găsească modalități creative de a-i explora posibilitățile. Alan Marshall, un fost radiolog care locuiește în Tasmania, Australia, este doar un exemplu de cetățean de știință care crede că Azolla poate ajuta planeta să ajungă la un echilibru mai bun.

După o perioadă de doi ani ca radiograf medical voluntar în Africa de Est, Marshall începuse să vadă că progresele în tehnologie nu sunt întotdeauna cel mai bine aduse cu mari cheltuieli. El a început să caute modalități de a utiliza ceea ce el numește tehnologie alternativă, adecvată.

„‘Alternativă’ înseamnă că, în loc de tehnologie industrială, costisitoare, care poate fi disponibilă doar acolo unde ai personal de întreținere, folosești mijloace mai simple, disponibile la nivel local, pentru a face aceeași treabă”, a spus Marshall. „‘Apropiat’ ia în considerare ceea ce vor accepta localnicii în ceea ce privește nevoile lor, viziunile tradiționale și religioase, abilitățile tehnice etc.”

Marshall căuta o metodă de tratare a apei gri din casa sa, apa de la chiuvetă sau de la cadă, astfel încât să poată fi folosită în grădinile sale, când a dat peste Azolla.

„Vizitând grădina unui vecin, am observat o buruiană rozalie care creștea la suprafața iazului ei, am luat o mostră acasă și am făcut cercetări pe internet”, a spus Marshall. „Stabilind că era o specie de Azolla și că poate elimina fosfații și azotul din apă, am simțit că ar putea fi de ajutor.”

A început să experimenteze cu Azolla ca parte a unui sistem de filtrare și să scrie pe blog despre proiectul său cu alți entuziaști ai Azolla și ai tehnologiilor alternative. Marshall a ajuns acum la un sistem de filtrare în trei părți care este eficient în eliminarea mirosului din apa cenușie, dar nu și în eliminarea agenților patogeni și a virușilor.

El a spus că dezvoltarea acestor tipuri de mecanisme la scară mică, ușor de utilizat, este ideală ca tehnologie alternativă, dar ar putea fi, de asemenea, extinsă pentru a fi utilizată în sisteme mai mari. Acesta este motivul pentru care este nevoie cu adevărat de profesioniști în domeniu care să intervină și să ghideze lucrările viitoare, a spus el.

Mâncați-vă Azolla. Este bună pentru tine
Alții au început să experimenteze aspectul comestibil al Azolla, inclusiv Andrew Bujak, un bucătar și fiul lui Jonathan Bujak. Andrew Bujak a cultivat-o în casa sa din Canada. Interesat inițial de conceptul slow food, o mișcare italiană născută în opoziție cu influența tot mai mare a lanțurilor de fast-food precum McDonald’s Corp, Bujak a văzut o întrebuințare personală pentru Azolla.

„Mi-am dat seama că aceasta nu numai că era o sursă bună de hrană, fiind nutritivă și practic fără gust, dar putea fi cultivată de oricine cam oriunde în lume. Este destul de ușor de găsit, fie online, fie la magazinele care vând acvarii. Trebuie doar să adaugi apă, la propriu”, a spus Bujak râzând. Când i s-a cerut să descrie gustul ferigii, Bujak a comparat-o cu un fir de iarbă.

Azolla a crescut nu numai în Canada, ci aproape peste tot în lume, a spus Bujak, așa că s-a adaptat în mod natural la multe regiuni și climate diferite. Acest lucru face ca oamenii să o poată culege pur și simplu și să o folosească.

„Poate că sunteți un fermier de mici dimensiuni din Alberta și doriți să reduceți costurile și să lăsați o amprentă de carbon mai mică”, a spus Bujak. „Cultivați Azolla și, bum, aveți acum un îngrășământ valoros, o sursă de hrană pentru animale și ceva de mâncat pentru voi înșivă.”

El a adăugat că Azolla ar putea fi, de asemenea, un superaliment al viitorului, atât datorită nutriției sale, cât și datorită cât de puțin teren necesită.

„Chiar dacă am cultiva-o sub formă de culturi, nu ar însemna să irosim alte terenuri cultivate. Ar fi pur și simplu adăugat la sistemele existente, așa cum este folosit acum în culturile bogate de orez”, a spus Bujak. „În condițiile în care spațiul pentru creșterea alimentelor este extrem de limitat, Azolla oferă multă nutriție pentru o cantitate mică de spațiu. S-a lucrat chiar la utilizarea sa în spațiul cosmic!”

Bujak a spus că următorul său proiect este de a recrea nori, foi de alge marine uscate presate, folosind feriga. În prezent, Azolla poate fi vândută ca produs nutraceutic în Canada, sub formă de capsule și pudră, pretinzând beneficii antioxidante și generale pentru sănătate, dar nu a fost încă aprobată în Statele Unite. Bujak a sugerat că probabil nu va trece mult timp până când Azolla va fi aprobată peste graniță, având în vedere antecedentele ferigii.

„Această plantă este atât de incredibilă la toate nivelurile”, a spus el. „Nu aș fi surprins de aproape nimic din ceea ce am aflat că este capabilă să facă.”

China devine fericită cu feriga
În urmă cu două săptămâni, Institutul de Genomică din Beijing, sau BGI, proprietarul celor mai sofisticate platforme de secvențiere din lume, a fost de acord să preia proiectul lui Pryer pentru a finanța cartografierea genomului Azolla. În doar un an, misterele trecutului ferigii și aplicațiile complete pentru viitor ar putea deveni date cu acces liber.

Gane Ka-Shu Wong, unul dintre fondatorii BGI, care predă, de asemenea, la Universitatea canadiană din Alberta, a declarat că originile neortodoxe ale grupului se potrivesc, într-un fel, cu schema lui Pryer. În timp ce lucra la proiectul genomului uman la sfârșitul anilor 1990, Wong a simțit că procesul științei devenise prea instituționalizat.

„Sistemul de recompensă din laboratorul guvernamental sau universitar tipic este mult prea concentrat pe individ, nu pe echipă”, a spus Wong. Legându-se împreună cu alți oameni de știință care simțeau la fel, Wong a căutat un loc în care să-și deschidă porțile.

„Am decis că, dacă vrem să schimbăm această cultură, trebuie să mergem într-un loc în care nu aveam practic nicio concurență la acel moment”, a spus Wong. „În anii ’90, un loc era foarte, foarte diferit față de cum este astăzi – acel loc este China.”

Știind că genomul uman era pe cale să fie descifrat, echipa s-a stabilit rapid în străinătate. Spre marele șoc al colegilor lor, au reușit să finalizeze la timp contribuția lor de 1 la sută la proiect.

„Acum dovedisem că putem face acest lucru, așa că ne-am extins rapid. Guvernul a fost interesat, companiile private au fost interesate și, dintr-o dată, am devenit masivi”, a declarat Wong.

Acum furnizând teste și consumabile pentru spitale, pe lângă faptul că oferă o gamă completă de alte servicii biologice, compania a început în curând să obțină profit.

„Am început să folosim banii din proiectele comerciale pentru a finanța ceea ce noi numim „știință distractivă””, a spus Wong, referindu-se la proiectele care îi atrag pe oamenii de știință doar pentru că răspund la o întrebare, fără să servească neapărat unei funcții economice.

„Concluzia este că suntem o gașcă de oameni de știință cărora le place să facă știință și care vor să-și câștige existența. Până acum, a fost destul de reușit”, a spus Wong. „Scopul nostru este să difuzăm aceste informații astfel încât cât mai mulți oameni să aibă acces la ele.”

BGI se va concentra, de asemenea, pe deslușirea relației complexe dintre Azolla și cianobacteriile care sunt tovarășul său apropiat de călătorie, un lucru pe care BGI îl consideră, de asemenea, ca fiind esențial pentru viitoarele utilizări ale ferigii și pentru extinderea studiului său.

Alții care lucrează cu Azolla de zeci de ani sunt încântați de această veste.

O avere în față pentru o buruiană?
„Aceste cunoștințe ne vor permite să controlăm Azolla într-un mod pe care nu l-am avut până acum”, a declarat Francisco Carrapico de la Universitatea din Lisabona. „Putem crește capacitatea de sechestrare a carbonului și de fixare a azotului, sau putem da proprietățile Azolla altor plante. Am găsit chiar și substanțe chimice în Azolla care opresc diviziunea celulară. Întrebarea este aproape de ce vom găsi ceea ce Azolla nu poate face.”

Fierba are un dezavantaj, care i-a adus o reputație neplăcută în unele părți ale Europei și o desemnare ca buruiană în America de Nord. Azolla, la fel ca majoritatea algelor, poate forma înfloriri masive, așa cum a făcut-o acum 49 de milioane de ani în Arctica, sufocând viața de dedesubt.

Dar chiar și în aceste cazuri, a susținut Jonathan Bujak, „înflorirea este un simptom”, de obicei din cauza nivelurilor ridicate de azot.

În timp ce Pryer a spus că motivațiile sale pentru a urmări Azolla au fost în principal academice, ea vede cu siguranță potențialul ca în viitor să crească capitalismul de risc în jurul Azolla.

„Am vrut un genom pentru oameni, de către oameni”, a spus Pryer cu un râs. Cu toate acestea, alții cred că ceva dincolo de învățarea academică, aplicațiile de mediu sau utilizările industriale este de câștigat din munca lui Pryer.

„Azolla m-a făcut să realizez că lucrurile în viață sunt foarte diferite de ceea ce suntem învățați că sunt”, a spus Carrapico. „Viața este ca internetul: Totul este conectat în mod invizibil, dar noi uităm acest lucru atât de des. Nu vedem cum ne influențăm unii pe alții. Putem să ne uităm la aceste conexiuni și, prin intermediul biologiei, să investim în schimbări care vor îmbunătăți lumea pe care o lăsăm în urmă.”

Eforturile de finanțare pentru continuarea cercetărilor se încheie miercuri, dar cu siguranță acesta nu va fi ultimul capitol din saga Azolla, o poveste care a început cu mult înainte ca oamenii să locuiască pe planetă și, probabil, va continua mult timp după ce noi nu vom mai fi.
*Corecție (16/7/14): ClimateWire a editat această propoziție după postare pentru a corecta nivelurile eronate de dioxid de carbon indicate în versiunea originală.

Reprodus de Climatewire cu permisiunea Environment & Energy Publishing, LLC. www.eenews.net, 202-628-6500

.