Shewanella oneidensis

A trasmettere questo flusso elettronico sono delle strutture proteiche contenenti Ferro (Citocromi), che trasportano gli elettroni provenienti dall’ossidazione di carbonio organico ad un accettore (che si riduce), che nel caso di questo batterio può esser di varia natura: Ossigeno, Ferro (III), Nitrati ed altre sostanze.

I Ricercatori stanno studiando un modo per poter sfruttare questo trasporto di elettroni per produrre delle Bio-Batterie ma non solo. Infatti la capacità di sfruttare metalli pesanti nel proprio metabolismo, rende questi procarioti potenziali protagonisti nella depurazione delle acque da metalli. Questo perché i metalli possono in questo modo esser trasformati in forma insolubile, rendendo così il loro recupero ed allontanamento molto più semplice.

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Tale passo avanti nell’ingegneria genetica rappresenta una pietra miliare nella progettazione di nuovi organismi geneticamente modificati (o sintetizzati). Immaginate infatti di poter aggiungere (e togliere) nuove funzioni a microrganismi esistenti, in modo da ottenere dei benefici (dicesi Biotecnologie). Il ventaglio delle opportunità e delle idee è infinito.

Pensiamo infatti alle sole applicazioni in campo ecologico.

Uno dei problemi più pesanti e di difficile risoluzione è quello dell’inquinamento da idrocarburi, che vengono molto spesso riversati in mare nei disastri ambientali come quello della piattaforma petrolifera Deepwater Horizon, nel golfo del Messico (Aprile 2010). I composti liberati in questi incidenti sono altamente tossici per la flora e la fauna marina. I sistemi di separazione dell’acqua e della sua purificazione richiedono macchinari costosi, ingombranti e non molto efficaci. A darci una mano potrebbero esser proprio dei batteri geneticamente migliorati. Esistono infatti batteri capaci di metabolizzare (quindi degradare) alcuni tipi di idrocarburi. Tramite le tecnologie di ricombinazione si potrebbero riunire queste capacità in un’unica specie batterica, in grado dunque di catabolizzare molte specie di composti idrocarburici.

Altre applicazioni delle Biotecnologie “green-friendly” sono da ricercare nei processi di sintesi industriale ed agroalimentari:

• produzione di biocombustibili, molecole utilizzabili come combustibili a minimo impatto ambientale, si pensi all’etanolo - la prima macchina di H. Ford sfruttava l’etanolo – ottenuto dallo zucchero di canna. Proprio un progetto di Venter vedrebbe la creazione di un batterio capace di sintetizzare Idrogeno (utilizzabile come combustibile nei mezzi di trasporto);
• produzione di materiali comuni come la carta senza l’utilizzo di sostanze chimiche tossiche nel trattamento, che nel caso specifico sono usate per eliminare la lignina. Con gli opportuni OGM la si potrebbe degradare facilmente e senza danno ambientale
• produzione di materiali biodegradabili, come la plastica biodegradabile, sintetizzata da microrganismi geneticamente modificati;
• produzione di piante parassiti-resistenti super-performanti, aumentando rese, abbattendo i costi ed i veleni sparsi sulle piantagioni (si rimanda all’articolo Il Lato Oscuro del Biologico);

Questi e molti altri usi delle Biotecnologie porterebbero ad una taglio netto alla dispersione di sostanze tossiche nell’ambiente (o alla loro bonifica) e all’emissione di CO₂ industriali, grazie al risparmio in termini di energia e prodotti chimici utilizzati nei processi di sintesi.

Il problema etico a questo tipo di “tecnologie biologiche” è comprensibile, come di fronte ad ogni innovazione che scuote il nostro modo di vedere il mondo. Molti parlano di “giocare a fare Dio”. Nulla di più lontano dagli scopi dei Biotecnologi, che invece s’impegnano ad utilizzare la materia prima (la natura) per modellare nuove strutture capaci di preservare l’uomo e l’ambiente.

Una frase trovata sul web sarebbe un’adatta risposta a i più fondamentalisti: “Se nessuna etica vieta che il meccanismo del profitto fermi l’industria allora quale principio etico dovrebbe fermare l’applicazione virtuosa di queste scoperte?”

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Per “Biologico” s’intende un prodotto agricolo ottenuto tramite metodi e mezzi naturali. Il Biologico si contrappone al Convenzionale, ossia l’utilizzo di metodiche industriali e prodotti sintetici.

I pilastri fondamentali della coltivazione biologica sono:

• L’uso di Fertilizzanti Organici (escrementi, resti animali o vegetali);
• L’uso di Pesticidi Biorazionali;
• Il divieto di erbicidi;

I Fertilizzanti sono sostanze che hanno il compito di conferire alle piante le sostanze nutritive per la crescita, arricchendo il terreno. Le sostanze principali sono azoto, fosforo, potassio e zolfo. Questi elementi vengono assunti dalle piante solamente in forma di sale inorganico solubile, tramite un processo detto di mineralizzazione. I Fertilizzanti Organici contengono queste sostanze sotto forma di composti organici, quindi per poter esser utilizzati dalle piante devono esser processati. Questa processazione avviene grazie ai batteri presenti nel terreno, che liberano gradualmente i sali.

Nell’agricoltura convenzionale, questi elementi sono già sottoforma di sali inorganici solubili, di conseguenza le piante hanno subito e in abbondanza le sostanze di cui hanno bisogno (il che è molto importante nelle fasi di crescita rapida).

Per Pesticidi Biorazionali (invenzione degli Organic Farmers) s’intende quelle sostanze di origine naturale con attività insetticida. Possiamo distinguere quelli di origine minerale (rame e zolfo) e quelli di origine vegetale. Questi ultimi hanno una tossicità pari (a volte superiore) a quelli sintetici. Un esempio è la ryania, ottenuta da una pianta tropicale (dose letale per l’uomo 140 mg per Kg, ossia ne occorrono circa 10 g per uccidere un uomo adulto di 70 Kg).

Gli erbicidi (quelli sintetici) sono assolutamente banditi dall’organic farming. Vengono utilizzate invece tecniche e sostanze (come l’acido acetico) spesso inefficaci.

Riassumendo, i vegetali non distinguono tra concime sintetico e biologico, perché chi in un modo chi in un altro arrivano comunque allo stesso risultato: sale inorganico solubile. L’unica differenza solamente sta nell’origine. In più l’utilizzo di concimi organici aumenta notevolmente il rischio di contaminazioni batteriche. I batteri intestinali dell’animale, infatti, passano inevitabilmente nel letame, il quale viene poi utilizzato nella concimazione. Nonostante la fase di compostaggio diminuisca il numero dei batteri, possono esserci organismi resistenti in grado d’infettare i vegetali e successivamente di infettare il consumatore. Si ricordi a tal proposito l’epidemia negli USA (2006) di E.Coli O157:H7 (ceppo patogeno) dovuta ad una coltivazione di spinaci “biologici” venduti come “convenzionali”. In quest’occasione il lavaggio dell’ortaggio era inutile, siccome l’infezione era sistemica cioè diffusa nei tessuti dei vegetali.

Altra considerazione da fare è l’impraticabilità della coltivazione biologica su scala mondiale (sostituendo del tutto i metodi convenzionali). Infatti non solo l’uso di concimi organici aumenterebbe l’emissioni di CO₂ (dovute all’aumento dell’attività dei metanobatteri) ma porterebbe all’incremento del numero di animali (produttori del concime) e di conseguenza la superficie ed il cibo necessari per nutrirli ed allevarli.

È inoltre falso credere che i prodotti biologici non siano stati trattati con sostanze insetticide tossiche per l’uomo. Sebbene l’origine dei prodotti cambia dal convenzionale al biologico, la tossicità spesso rimane la stessa, mentre l’efficacia diminuisce. Un problema importante sono le micotossine, sostanze prodotte da microfunghi altamente pericolose per la salute (alcune sono cancerogene, come l’aflatossina B1). Uno studio del 2003 della Food Safety Agency (UK) analizzò prodotti alimentari derivanti dalle due tipologie di agricoltura, determinando una percentuale di fumonisine (micotossine legate al carcinoma dell’esofago e a malattie del feto) superiore di 20 volte al limite consentito negl’alimenti biologici (che furono ritirati dal mercato). Il perché sta nel divieto del biologico del’utilizzo di fungicidi sintetici.

Si devono comunque dare dei meriti all’agricoltura biologica. È infatti basata su dei principi sacri, ossia quelli della cura dell’ambiente. Purtroppo però cade spesso sotto la luce dello “status simbol” (il biologico costa di più rispetto al convenzionale a causa delle rese inferiori e quindi si presta principalmente ai clienti ricchi) e dell’ideologia cieca (fanatismo ambientale). Sarebbe invece opportuno far convergere i punti focali delle due scuole di pensiero (convenzionale e biologico) e aprendosi soprattutto alle Biotecnologie, che potrebbero abbattere i costi, innalzare le rese e diminuire l’uso di sostanze tossiche. È infatti inaccettabile che i fautori del biologico non considerino il valore delle piante migliorate geneticamente (in modo selettivo e sicuro) mentre accettano la mutagenesi grossolana ed inefficiente indotta da radiazioni e sostanze chimiche, utilizzata per ottenere nuove specie che vengono successivamente coltivate “biologicamente”.

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Prima di tutto è bene chiarire che per OGM (organismo geneticamente modificato) non s’intende solo il vegetale modificato. Per OGM s’intende qualsiasi Organismo modificato geneticamente.

Perché si modificano gli Organismi? Essi vengono modificati per poter ottenere benefici particolari e/o ottimizzare le proprietà di base dell’organismo (nascono le Biotecnologie).

Gli OGM sono di moderna concezione (anni ’70) e vengono ottenuti tramite due tipi di processi mutageni: generici e specifici. I primi consistono nell’indurre mutazioni all’interno del genoma senza specificità, tramite sostanze chimiche o radiazioni. Queste procedure hanno effetto su tutto il DNA e sono poco produttivi, in quanto le probabilità che un evento generalizzato su migliaia di geni possa condurre alla generazione di solo alcune caratteristiche specifiche (volute) è minima. I secondi sono detti specifici poiché consistono nell’inserzione/delezione di singoli geni, senza intaccare l’intero genoma. La percentuale di successo non è al massimo, ma è decisamente più controllabile dei precedenti (da notare che i prodotti dei metodi mutageni generici vengono sottoposti a minori controlli rispetto a quelli ingegnerizzati, anche se questi ultimi siano più “trasparenti”).

I vantaggi dell’uso degli OGM abbracciano svariati campi.

Innanzitutto gli OGM possono ridurre drasticamente l’uso di pesticidi ed erbicidi. Basta infatti inserire geni specifici che codificano per tossine contro i parassiti (innocue per l’uomo). Un esempio è il cotone transgenico contenente il gene della protossina di B. Thuringiensis che è attiva una volta ingerita dal parassita. Sempre nel campo dell’agricoltura, le piante OGM con resa massimizzata potrebbero risolvere il problema sempre crescente della costante riduzione di terreni coltivabili e della difficoltà di coltivazione in zone aride.

Altri OGM possono provvedere alla bonifica di terreni ed acque da sostanze inquinanti che verrebbero trasformati in molecole inoffensive.

Persino nel campo della produzione della carta le Biotecnologie potrebbero avere un ruolo fondamentale. Infatti in questo processo si consumano notevoli quantità di composti chimici tossici al fine di eliminare la lignina dalla polpa. Quest’ultima potrebbe esser eliminata da enzimi e/o microrganismi, riducendo l’utilizzo di composti tossici.

Queste sono solo alcune delle possibilità aperte dalle Biotecnologie. Purtroppo un atteggiamento troppo prevenuto, fondato su paure inesistenti e instillate da una cultura del non-sapere più che del sapere, può fare la differenza tra una civiltà evoluta ed una in decadenza.

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Il sistema è completamente modulare: per aumentare la produzione basta aggiungere altre unità di convertitori solari.

Alcuni dettagli del processo sono ancora sconosciuti: il microrganismo ingegnerizzato capace di convertire il solare in biocarburante non è stato rivelato (si sa soltanto che non è un’alga). I primi test di laboratorio sono stati completati e la Joule sta progettando una prima centrale-pilota entro il 2010, per poi iniziare in pianta stabile la produzione di biocarburante entro il 2011.

Leggi di più su Helioculture su questa cartella stampa: ci sono anche informazioni ulteriori a questo indirizzo.

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