#GeleceğinTrendleri,  Bilim,  Bilim Çevre,  Bilim Haberleri,  Kimya,  Tartışma,  Toplum

#GeleceğinTrendleri: Petrol üreten algler keşfedildi

Dicrateria fitoplankton, benzinden ağır yağa kadar hidrokarbonlar üretiyor

Dicrateria cinsinden kamçılı deniz yosunu biyolojik petrol üretir ve onu hücrelerin içinde depolar (kırmızı). © Harada et al./ Scientific Reports, CC-by-sa 4.0

Heyecan verici bulgu: Araştırmacılar, Kuzey Kutup Denizinde biyolojik petrol üretebilen ilk organizmayı keşfettiler. Tek hücreli deniz yosunu Dicrateria, on ila 38 karbon atomu uzunluğunda doymuş hidrokarbon zincirleri ve dolayısıyla benzin, dizel ve ısıtma yağını oluşturan alkanlar üretir. Bilim insanlarının “Scientific Reports” uzman dergisinde bildirdiği gibi, şimdiye kadar, petrolün bu kadar iyi bir eşdeğerini üretebilen başka bir organizma bilinmiyor.

Ham petrol, benzin, motorin ve diğer yakıtlar için olduğu kadar kimya endüstrisi için de en önemli hammaddelerden biridir. Şimdiye kadar, bu doymuş hidrokarbon zincirleri karışımı sadece fosil kaynaklardan elde edilebilir. Bu nedenle yanması, milyonlarca yıl önce bağlanmış olan karbondioksiti serbest bırakır ve böylece atmosferdeki CO2 artışına katkıda bulunur.

Ham petrol ve türevleri biyolojik olarak üretilebilseydi farklı olurdu. O zaman yanma, yalnızca bu organizmalar tarafından daha önce çevreden emildiği kadar CO2 salacaktır. Bu tür yakıtlar bu nedenle CO2-nötr olacaktır. Örneğin bitki kalıntılarını sentetik yakıtlara dönüştürebilen bazı mikroplar vardır. Dizel üreten genetiğiyle oynanmış bakteriler de vardır. Ancak, petrolün tüm alkan spektrumunu doğal olarak üreten bir canlı bilinmiyordu.

Petrol kabarcıklı plankton algleri

Bu artık değişti: Japon deniz araştırma ajansı JAMSTEC’den Naomi Harada liderliğindeki bir araştırma ekibi, Arktik Okyanusu’nda doğal olarak biyolojik petrol üreten tek hücreli bir deniz yosunu keşfetti. Dicrateria rotunda türünün algleri, Sibirya’nın kuzey kıyılarındaki Chukchi Denizi’nden alınan su örneklerinde bulundu. Bu kamçılı fitoplanktonun daha ilk araştırmalarında, hücrelerinin yağla dolu kovuklar içerdiği fark edildi.

Ekip, gaz kromatografisi-kütle spektrometrisi (GC-MS) kullanarak bu yağ kabarcıklarının bileşimini analiz ettiğinde, şaşırtıcı bir şey ortaya çıktı: yağ, dallanmamış, doymuş hidrokarbon karışımından (alkanlardan) oluşuyordu. Harada ve ekibi, “Bunun dikkat çekici yanı, zincir uzunlukları on ila 38 karbon atomu olan tüm düz zincirli alkanların mevcut olmasıydı.”

11 Dicrateria türünde üretilen farklı zincir uzunluklarındaki alkanların miktarı © Harada et al./ Scientific Reports, CC-by-sa 4.0

Benzinden ağır akaryakıta kadar alkanlar

Bunun anlamı şudur: Küçük deniz yosunu, petrolü ve aynı zamanda yaygın yakıtları oluşturan tüm alkanları üretiyor. On ila 15 karbon atomlu (C) zincir uzunlukları benzin olarak, C16 ila C20 arasındaki uzunluklar dizel olarak ve 21’den fazla karbon atomlu zincirler ısıtma ve ağır yağ olarak sayılır. Bilim insanları, “Bu, ham petrolde hidrokarbon karışımı üretebilen bir organizmanın ilk kanıtı” diyor.

Sadece bu da değil: Harada ve meslektaşlarının keşfettiği gibi, Dicrateria cinsinin diğer on türü de bu biyolojik petrolü üretebiliyor. Bu tür algler Atlantik ve Pasifik’te orta enlemlere kadar bulunur. Bilim insanları, “Hidrokarbonlarının yakıtlar için uygunluğu açısından, Dicrateria algleri bilinen tüm fitoplankton türlerinden daha iyi performans gösteriyor” diyor.

Karanlık ve azot eksikliği üretimi başlatıyor

Deneylerin gösterdiğine göre bu alglerin ürettiği organik petrol miktarı, çevresel koşullara göre değişiyor. Ekibin bildirisine göre, bu tek hücreliler, ışıkta ve bol miktarda besin maddesiyle miligram kuru madde başına sadece 12,5 ila 79,4 nanogram yağ üretirken, verim karanlıkta ve azot eksikliğinde önemli ölçüde arttı; alkan içeriği karanlıkta 5,6 kat arttı ve Azot eksikliğinde 48 misli.

Plankton alg Dicrateria böylece ham petrol ve türevlerini biyolojik bir şekilde üretmenin bir yolunu açabilir. Harada ve meslektaşları, “Dicrateria’nın benzersiz yeteneği, n-alkanların biyosentezine yeni bir yaklaşım geliştirmeye yardımcı olabilir” diye yazıyor. Yosun hücrelerinde biyo-petrolün sentetik yollarını ve fizyolojik işlevini araştırmak için daha ileri çalışmalar gereklidir. (Scientific Reports, 2021; doi: 10.1038/s41598-021-93204-w)

Nizamettin Karadaş

Bu yazı Tweet zinciri olarak da yayınlanmıştır:

 

Kaynaklar:

Toyohashi University of Technology

scinexx.de , 02.08.2021

1964 İstanbul doğumlu. 1972 den bugüne kadar Düsseldorf, Almanya ikametli. Köln Üniversitesi Hukuk Fakültesi mezunu, 2 yetişkin kız çocuğu babası. 12 yıl Avukatlıktan sonra mesleğini bırakmış, her konuda meraklı, araştırmacı, analist ve okumasını seven rahat ve huzurlu bir insan.