Το έργο των μυρμηγκιών που κόβουν φύλλα και η μυκητιακή και μικροβιακή κοινότητα που δημιουργείται στις μυρμηγκοφωλιές τους θα μπορούσε να επιτρέψει στους επιστήμονες να εφεύρουν ένα νέο είδος βιοκαυσίμου, με χαμηλές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, στο εγγύς μέλλον.
Ορισμένοι επιστήμονες που ενδιαφέρονται για την ανάπτυξη νέων βιοκαυσίμων, φθηνότερων και λιγότερων επιπτώσεων από τα σημερινά καύσιμα, αποφάσισαν να ενσωματώσουν στην έρευνά τους τη μελέτη των μυρμηγκιών κοπής φύλλων , η οποία θα μπορούσε επίσης να αποδειχθεί πολύ χρήσιμη για τη φυσική υποβάθμιση μεγαλύτερων ποσοτήτων φυτικών αποβλήτων.
Αυτά τα έντομα κατοικούν σε πολλές περιοχές της Κεντρικής και Νότιας Αμερικής και είναι γνωστό ότι «καλλιεργούν» έναν κήπο με μύκητες μέσα στη μυρμηγκοφωλιά τους . Αυτός ο κήπος αποτελείται από εκατοντάδες τεμαχισμένα φύλλα στα οποία αναπτύσσεται ένα συγκεκριμένο είδος μανιταριού που αρέσει τόσο πολύ στα μυρμήγκια, το Leucoagaricus gongylophorus, καθώς και μια ποικίλη μικροβιακή κοινότητα που καταφέρνει να αποικοδομήσει τη λιγνίνη, ένα πολυμερές που προστατεύει τα φυτικά κύτταρα.
Οι επιστήμονες στο Εθνικό Εργαστήριο Βορειοδυτικού Ειρηνικού (PNNL) ενδιαφέρονται για αυτόν τον μύκητα και γενικά για τον μυστικό κήπο των μυρμηγκιών φυλλοβόλων, επειδή είναι σε θέση να υποβαθμίσουν μεγάλες μάζες φυτών στη φύση, μετατρέποντάς τες σε θρεπτικά συστατικά μέσω ορισμένων χημικών αντιδράσεων. Επιπλέον, τα θρεπτικά συστατικά απορροφώνται και χρησιμοποιούνται από τους ίδιους τους οργανισμούς και από τα περιβάλλοντα συστήματα, επιτρέποντας έτσι στο οικοσύστημα να ανακυκλώνει μεγάλες ποσότητες άνθρακα.
Ωστόσο, ο εντοπισμός όλων των συστατικών και των βιοχημικών αντιδράσεων που είναι απαραίτητες για τη διαδικασία είναι πολύ δύσκολος και για το λόγο αυτό οι επιστήμονες του PNNL αποφάσισαν να χρησιμοποιήσουν μια νέα τεχνολογία για να παρακολουθήσουν τη διαδικασία στh μυρμηγκοφωλιά βήμα προς βήμα, ώστε να την κατανοήσουν και να προσπαθήσουν να την αναπαράγουν. .
Η μελέτη τους δημοσιεύτηκε στο Nature Chemical Biology και, παρόλο που παρουσιάζει μια λεπτομερή ανάλυση του τι συμβαίνει μέσα στις μυρμηγκοφωλιές, δεν έχει καμία πρόθεση να εκμεταλλευτεί αυτά τα έντομα για εμπορικούς και ενεργειακούς σκοπούς. Στην πραγματικότητα, όπως μπορεί να γίνει κατανοητό από τον τίτλο. Χαρτογράφηση των μικροβιότοπων της αποσύνθεσης της λιγνοκυτταρίνης από μια μικροβιακή κοινοπραξία , το άρθρο σκοπεύει να δείξει μόνο πόσο πλεονεκτικό θα ήταν να χρησιμοποιηθεί ο ίδιος τύπος μικροβιότοπων, συμπεριλαμβανομένων των μυκήτων και βακτήρια, για την απόκτηση βιοκαυσίμων από χαμηλές περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Η μέθοδος που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για την παρακολούθηση των διεργασιών αντίδρασης που λαμβάνουν χώρα στους βαθύτερους θαλάμους των μυρμηγκοφωλιών βασίζεται σε μια τεχνική απεικόνισης που χρησιμοποιεί μικροσκοπικά λέιζερ και κατέστησε δυνατή την κατανόηση της μυστηριώδους διαδικασίας αποικοδόμησης των φύλλων μέχρι το μοριακό επίπεδο.
Αυτό που κάποτε δυσκόλευε την παρατήρηση αυτού του μυστικού κήπου ήταν η πολυπλοκότητά του. Στην πραγματικότητα, η μελέτη φυτών, μυκήτων, μυρμηγκιών και βακτηρίων σε πολλαπλά επίπεδα, μέσα στους διάφορους θαλάμους, και η ταυτόχρονη ανάλυση όλων των ενεργών συστατικών που εμπλέκονται στη διαδικασία αποδόμησης ήταν στην πραγματικότητα μια επιστημονική και τεχνολογική πρόκληση που κανείς δεν είχε καταφέρει να αντιμετωπίσει. Ωστόσο, η νέα μέθοδος απεικόνισης με λέιζερ, που αναπτύχθηκε από την PNNL, επέτρεψε στους επιστήμονες να ξεπεράσουν όλες τις αντιξοότητες. «Έχουμε τώρα μια βαθιά κατανόηση του πώς αυτά τα φυσικά συστήματα υποβαθμίζουν το φυτικό υλικό, αποκτώντας έναν ιδιαίτερα θρεπτικό πολτό – είπε ένας από τους κύριους συγγραφείς της μελέτης, η Δρ. Kristin Burnum-Johnson – Και παρατηρώντας τα περιβαλλοντικά συστήματα που υπάρχουν σε αυτούς τους κήπους, μπορούμε να καταλάβουμε πώς τα έντομα το κάνουν αυτό για να το εκμεταλλευτούν και να παράγουν βιοκαύσιμα που κάποτε ήταν αδιανόητα».
Η Marija Velickovic, χημικός και επικεφαλής συγγραφέας του άρθρου, διευκρίνισε συγκεκριμένα ότι η ομάδα της ενδιαφέρεται να μελετήσει τα μυρμήγκια που κόβουν φύλλα λόγω του πώς η δουλειά τους καταφέρνει να αποικοδομεί τη λιγνίνη, την πιο άφθονη πρωτεΐνη στη φύση, αλλά και την πιο δύσκολη να αποικοδομηθεί σε όλα, διαδικασίες παραγωγής βιοκαυσίμων. «Οι κήποι με μύκητες αυτών των εντόμων είναι πολύ πιο ενδιαφέροντες από άλλες ζωικές κοινότητες, επειδή είναι ένα από τα λίγα μέρη όπου αυτή η διαδικασία συμβαίνει φυσικά, καθώς αποτελούνται από πολλά είδη που συνεργάζονται αποτελεσματικά», είπε. Ο Velickovic κατάφερε επίσης να αναπαράγει ολόκληρη τη διαδικασία της αποδόμησης της λιγνίνης σε ορισμένα πρακτικά εργαστηριακά πειράματα, συλλέγοντας υλικό από λόφους μυρμηγκιών και σαρώνοντας τα δείγματα για να οπτικοποιηθούν οι μεταβολίτες που παράγονται.
Οι επιστήμονες ελπίζουν τώρα ότι οι δοκιμές τους μπορούν να επαναληφθούν σε μεγαλύτερη κλίμακα και θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην ανάπτυξη τεχνολογίας που μπορεί να μειώσει τα επίπεδα ρύπανσης σε όλο τον κόσμο.
