آجر ارگانیک

در سال 2008، بنا به گزارش‌ها، 2.8 میلیارد تن سیمان تولید شده است که این میزانْ مسئول ورود میزان متنابهی CO2 به جو زمین است. مجموعه‌ای از فرایندهایِ انرژی‌بر (energy intensive)، از استخراج مواد خام، حمل و نقل، تا منبع حرارتی کوره‌ها موجب شده است که 40% تولید جهانی دی‌اکسید کربن به نوعی با صنعت ساخت و ساز ارتباط داشته باشد.

یکی از شرکت‌های بیوفناوری، به نام bioMason، موفق به ابداع روشی شده است که می‌توان از باکتری و موادی که به طور طبیعی در دسترسند مصالح ساختمانی تولید کرد. فکر اولیۀ این طرح در سیمان‌های بیولوژیک طبیعی (مانند مرجان‌ها) نهفته است که تأثیر منفی بر محیط پیرامون خود ندارند. 

شاید بتوان آجرهای بیولوژیک (biologically manufactured brick) را به زودی برای مصارف تجاری روانۀ بازار کرد. فرایند تولید این آجرها ساده، اقتصادی، و سازگار با محیط زیست (environmentally friendly) است و از باکتری برای چسباندن ذرات شن به یکدیگر استفاده می‌شود.

نوعی باکتری به نام Sporosarcina pasteurii که در انتخاب مواد اولیه برای فعالیت چندان سخت‌گیر نیست از نیتروژن و منابع کلیسم برای تولید کربنات کلسیم استفاده می‌کند، که قادر است ذرات شن را در دمای محیط کنار هم قرار داده تا ظرف یک هفته آجرهای ارگانیک تولید شود.

در این شیوه، سوخت فسیلی کمتری مصرف و متعاقباً دی‌اکسید کربن کمتری در جو آزاد می‌شود. به علاوه، در این فرایند می‌توان از پسماندهای صنعتی (industrial waste) برای تأمین نیتروژنِ مورد نیاز باکتری‌ها استفاده کرد تا اشکال دیگر آلودگی نیز حذف شوند.

آب مورد نیاز برای این فرایند را می‌توان در یک سیستم حلقه بسته (closed-loop) بازیافت کرد و در فرایند تولید مجدداً به کار برد. همانطور که اشاره شد، سایر مواد اولیه نیز فراوان و ارزانند و می‌توان آنها را با خرید محصولات جانبی صنایع مختلف تأمین کرد.

منبع:

1) archdaily.com

2) ceramics.org

تفاوت ویروس و باکتری

شاید تصور عموم مردم این باشد که "باکتری‌ها" و "ویروس‌ها" تفاوتی با هم ندارند و در محاورات روزمره آنها را بدون هیچ گونه تمایزی به جای یکدیگر به کار ببرند. با وجود این، باکتری و ویروس با یکدیگر تفاوت دارند؛ در واقع، آنها زمین تا آسمان با یکدیگر متفاوتند.

کلیات:

از نظر اندازه، ویروس‌ها بسیار کوچک‌تر از باکتری‌ها هستند. اندازۀ بزرگ‌ترین ویروسْ صرفاً برابر است با اندازۀ کوچک‌ترین باکتری (1). برای نمونه، ویروس فلج اطفال 50 برابر کوچکتر از باکتری‌های استرپتوکوکی است (2). یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های باکتری‌ها و ویروس‌ها این است که، آنتی‌بیوتیک‌ها قادرند باکتری‌ها را از بین ببرند اما تأثیری بر ویروس‌ها ندارند (3). 

برخی تفاوت‌ها:

باکتری‌ها موجوداتی زنده و تک‌سلولی هستند که می‌توانند به شکل مستقل یا به شکل انگل ادامۀ حیات دهند (4). باکتری دارای سلول، دیوارۀ سلولی، سیتوپلاسم، ریبوزوم، و کلیۀ اطلاعات ژنتیکی‌ است که بوسیلۀ آن می‌تواند تولید مثل نماید. برخی از آنها دارای ساختارهای بندمانندی به نام تاژک (flagella ) هستند که به باکتری‌ها امکان می‌دهد تا حرکت کنند (1). همچنین، شواهدی مبنی بر هوشمند بودن باکتری‌ها نیز به دست آمده است. بنابراین، باکتری را می‌توان یک موجود زندۀ تمام‌عیار دانست.

اما، ویروس‌ها سلول ندارند. بنابراین، موجود زنده نیستند. ویروس‌ها را پوششی پروتئینی احاطه کرده و این پوشش حاوی هسته‌ای از مواد ژنتیکی است (DNA و یا RNA) ـ (1). برخلاف باکتری‌ها که می‌توانند به شکل مستقل زندگی کنند، ویروس‌ها برای تکثیر به یک میزبان زنده نیاز دارند، مانند انسان، گیاه و حیوان (3)؛ در واقع، ویروس نمی‌تواند مستقلاً فعالیت کند و بر محیط اطراف تأثیر گذارد اما باکتری مانند سایر موجودات زنده می‌تواند مستقلاً با محیط پیرامونی تعامل داشته باشد.

نابود کردن ویروس‌ها بسیار سخت‌تر از کشتن باکتری‌هاست. به همین دلیل، بسیاری از صعب‌العلاج‌ترین بیماری‌های واگیردار منشأ ویروسی‌ دارند (2). زمانی که ویروس وارد بدن می‌شود، پس از تماس با سلول، مواد ژنتیکی خود را وارد سلولِ میزبان می‌کند؛ از این طریق، کلیۀ کارکردهایی را که پیش از این در اختیار سلول میزبان بود، از آن خود می‌کند. از این پس، سلول به جای موادی که در حالت عادی تولید می‌کرد، اقدام به بازتولید ویروس می‌کند (پروتئین و سایر مواد ژنتیکی مرتبط با ویروس مهاجم) (5). در صورت ادامه یافتن این پروسه، رفته رفته سایر سلول‌ها نیز آلوده و نابود می‌شوند. 

در مورد باکتری‌ها، یا خود باکتری‌ها با فعالیت‌های خود ایجاد بیماری می‌کنند یا سم تولید شده توسط آنها قربانی را تحت تأثیر قرار می‌دهد (6).

آنفولانزا، ابولا، فلج اطفال، و سرماخوردگی معمولی جزو بیماری‌های ویروسی هستند و سل، وبا، بوتولیسم و حصبه جزو بیماری‌هایی به حساب می‌آیند منشأ آنها باکتری‌ها هستند (2,3,5). 

برخی شباهت‌ها:

مهم‌ترین شباهت باکتری‌ها و ویروس‌ها این است که درصد محدودی از آنها خاصیت بیماری‌زایی دارند. چرا که بدن انسان به طور روزانه در معرض میلیون‌ها باکتری و ویروس قرار می‌گیرد و بدون اینکه آسیبی ببیند به حیات خود ادامه می‌دهد.  

اکثر باکتری‌ها علاوه بر بی‌خطر بودن، حیات را بر روی زمین امکان‌پذیر می‌سازند. همانطور که بدون کربن، نیتروژن، و اکسیژن ادامۀ حیات میسر نیست، زندگی بدون باکتری‌ها نیز غیرقابل‌تصور است (7). باکتری‌ها علاوه بر کاربردهایی که در پزشکی دارند، در طیف وسیعی از صنایع نیز استفاده می‌شوند، از صنایع غذایی گرفته تا صنعت نفت. 

ویروس‌ها نیز از این قاعده مستثنی نیستند. چرا که تعداد اندکی از آنها ما را بیمار می‌کنند (8). علاوه بر این، کاربردهایی نیز برای آنها ابداع شده است؛ برای نمونه، در حیطۀ ژن‌درمانی، کنترل و درمان سرطان‌ها، کنترل بیولوژیک آفات، و از بین بردن باکتری‌های بیماری‌زا (BACTERIOPHAGE THERAPY) کاربردهای گسترده‌ای برای آنها یافت شده است (9). 

نتیجه‌گیری:

باکتری موجودی دارای سلول و زندگی مستقل است اما ویروس از رشته های DNA  یا RNA تشکیل می شود و صرفاً داخل بدن میزبان قادر به تکثیر است. به دلیل فقدان سلول آن را موجود زنده به حساب نمی‌آورند، اما اگر وارد بدن میزبان شود تأثیر آن بسیار مخرب‌تر از باکتری خواهد بود. علی‌رغم برخی مضرات، هر دوی این میکروارگانیسم‌ها می‌توانند برای محیط پیرامون سودمند باشند.

1) http://www.microbeworld.org/what-is-a-microbe/virus-or-bacterium

2) http://www.betterhealth.vic.gov.au/bhcv2/bhcarticles.nsf/pages/infections_bacterial_and_viral

3) http://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/infectious-diseases/expert-answers/infectious-disease/faq-20058098

4) http://www.medicinenet.com/script/main/art.asp?articlekey=13954

5) http://www.ucmp.berkeley.edu/alllife/virus.html

6) http://kids.britannica.com/comptons/article-197141/bacteria

7) Molika Ashford (August 12, 2010) Could Humans Live Without Bacteria?, Available at:http://www.livescience.com/32761-good-bacteria-boost-immune-system.html (Accessed: 15/2/2015).

8) http://eu.montana.edu/pdf/outreach/msuscizone3.pdf

9) http://www.garlandscience.com/res/pdf/9780815341505_ch02.pdf

دنیای نامرئی: میکروب‌ها

هرچند مشاهدۀ میکروب‌ها مشکل است، اما درصد قابل‌توجهی از تنوع زیستی (biodiversity) کرۀ زمین را تشکیل می‌دهند. میکروب‌ها 3.8 میلیارد سال در کرۀ زمین زندگی کرده‌اند؛ در مقایسه با آن، عمر انسان بسیار ناچیز به نظر می‌رسد. همچنین، کرۀ زمین مدت زمانی طولانی (در بیشتر عمر خود) شاهد حیات باکتری‌ها بوده است. 

باکتری‌ها (bacteria)، آرکیاها (archaea)، ارگانیسم‌های یوکاریوتی تک‌سلولی مانند آمیب، کپک‌های لجن (slime mold) و پارامسی‌ها (parameciums)، و حتی ویروس‌ها تحت نام "میکروب" طبقه‌بندی می‌شوند. (طبقه‌بندی ویروس‌ها مورد مناقشه قرار گرفته است، زیرا آنها را موجود زنده به حساب نمی‌آورند و به شکل مستقل نمی‌توانند تکثیر یابند، اما، زمینۀ میکروب‌شناسی، ویروس‌ها را نیز در بر می‌گیرد.) بیشتر میکروب‌ها تک‌سلولی‌اند (unicellular)، یعنی هر کدام از آنها از یک سلول تشکیل می‌شوند.

میکروب‌ها را هرجایی می‌توان یافت ـــ در خاک، گیاه، آبفشان‌ها (geysers)، عمق اقیانوس، دریاهای منجمد، و در بدن موجودات زنده. (یک تریلیون باکتری در شکم ما زندگی می‌کنند.) برخی از آنها، که به اکستروموفیل معروفند (extremophile)، در مکان‌هایی که هیچ موجودی قادر به بقا نیست می‌توانند ادامۀ حیات دهند ـــ مانند، رگه‌های هیدروترمالِ جوشان (hydrothermal vents) در اقیانوس و در صخره‌هایی که در عمق زمین واقع شده‌اند.

میکروب‌ها هم ممکن است مفید باشند و هم مضر: باکتری‌هایی مانند استرپتوکوکوس و اِکولای بدن انسان را عفونی می‌کنند و حتی ممکن است منجر به مرگ شوند. بلومِ جلبکی (algal bloom) ممکن است برای ماهی‌ها سمی باشد و آب را از اکسیژن خالی کند، اما سایر باکتری‌ها به هضم غذا کمک و، در محیط زیست، مواد مغذی خاک را جایگزین و لکه‌های نفتی را از سطح اقیانوس پاک می‌کنند.

دانشمندان به طور روزانه گونه‌ها (species)، جنس‌ها (genuses)، خانواده‌ها (families)، و راسته‌های (orders) میکروبی جدید را کشف می‌کنند و پایانی برای این کشفیات متصور نیستند. از آنجا که دیرزمانی از عمر باکتری‌ها بر روی کرۀ زمین می‌گذرد (تقریباً 3 تریلیون سال)، نسبت به حیات جانداران چندسلولی، میکروب‌ها فرصت کافی داشته‌اند تا به اشکال پیچیده‌ تکامل یابند. آنها می‌توانند ژن‌ها را از گونه‌ای به گونۀ دیگر منتقل کنند؛ چنین کاری از سایر اشکال حیات برنمی‌آید. 

به منظور درک عملکرد اکوسیستم، درک میکروب‌ها ضروری است. همچنین، برای کشف روش‌های مقابله با بیماری‌ها و درک چگونگی ظهور و گسترش بیماری‌های عفونی، مانند آنفولانزای پرندگان (bird flue)، باید زندگی میکروب‌ها را زیر میکروسکوپ قرار داد.

منبع:

livescience.com