«وجبة بلاستيك» مفضلة لديدان الأرض

دراسة أكدت اختيارها للنوع الحيوي

TT

«وجبة بلاستيك» مفضلة لديدان الأرض

تعد ديدان الأرض مشهداً مرحباً به من قبل البستانيين والمزارعين، لأنها تعيد تدوير العناصر الغذائية من التربة، مما يجعلها في متناول النباتات. وعندما تحفر الديدان، فإنها تستهلك كل شيء تقريباً في طريقها، بما في ذلك التلوث البلاستيكي المجهري.
والآن، لاحظ الباحثون من كلية العلوم والهندسة البيئية بجامعة نانكاي الصينية في دراسة نشرتها يوم 6 أبريل (نيسان) الماضي دورية «العلوم البيئية والتكنولوجية»، التابعة لـ«الجمعية الكيميائية الأميركية»، أن ديدان الأرض تفضل في الواقع التربة مع بعض أنواع اللدائن الدقيقة، إلا أنها تهضم البوليمرات بشكل مختلف، وهو ما يثير مخاوف من تأثير ذلك على صحتها، وكذلك النظام البيئي.
وقد أصبحت التربة ملوثة بشكل متزايد بشظايا البلاستيك، خصوصاً البلاستيك الدقيق الذي يقل عرضه عن 5 ملم، والذي تحطم من نفايات بلاستيكية أكبر أو تم إطلاقه مباشرة من المنتجات ككتل صغيرة.
وفي السابق، أظهر الباحثون أن ديدان الأرض سوف تبتلع هذه الجسيمات الصناعية، حتى إنها تفككها إلى قطع أصغر. لكن أثناء عملية الهضم، من المحتمل أن تتضرر الحيوانات من المواد البلاستيكية الدقيقة نفسها أو المواد السامة التي تحملها الديدان.
وتقوم الشركات حالياً بإنتاج بدائل للمواد البلاستيكية القائمة على البترول مشتقة من النباتات أو قابلة للتحلل الحيوي أو كلاهما، تماماً مثل اللدائن التقليدية، ويمكن أيضاً لهذه «اللدائن الحيوية» أن تتفتت إلى دقائق مجهرية، لكن هناك معلومات محدودة حول ما إذا كانت ديدان الأرض ستبتلع هذه المواد أيضاً وتتحلل.
لذلك، أراد لي وانغ وزملاؤه من كلية العلوم والهندسة البيئية بجامعة نانكاي الصينية، مقارنة استعداد ديدان الأرض لاستهلاك التربة المحتوية على قطع مجهرية من البلاستيك الحيوي والبلاستيك المشتق من البترول، ودراسة الهضم في المختبر وإخراج الجسيمات.
ومن خلال وضع ديدان الأرض في غرف بها أنواع مختلفة من البلاستيك في مواقع معينة في التربة، وجد الباحثون أن الديدان تفضل التربة التي تحتوي على جزيئات متعدد حمض اللاكتيك (PLA) أو جزيئات البولي إيثيلين تيرفثاليت المشتقة من البترول (PET)، لكنها تجنبت بنشاط بعض أنواع شبه اللدائن الصناعية.
وعندما أضاف الباحثون الرائحة الحامضة التي تتكون منها جزيئات متعدد حمض اللاكتيك، وجزيئات البولي إيثيلين تيرفثاليت، إلى التربة، كانت الديدان تنجذب أيضاً، مما يشير إلى أن الروائح تجتذب الديدان كإشارات محتملة للطعام.
وفي تجربة أخرى، وضع الباحثون ديدان الأرض في التربة الممزوجة بجزيئات متعدد حمض اللاكتيك، وجزيئات البولي إيثيلين تيرفثاليت المجهرية، وأظهر تحليل الإفرازات أن أجهزتها الهضمية تكسر متعدد حمض اللاكتيك إلى أجزاء أصغر بكثير مما لوحظ مع بلاستيك البولي إيثيلين تيرفثاليت.
يقول الباحثون إن النتائج تظهر أن ديدان الأرض يمكن أن تعزز تكسير البلاستيك الحيوي، مثل متعدد حمض اللاكتيك في التربة. ويضيفون أن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لتحديد كيفية تأثير الإخراج البطيء لشظايا جزيئات البولي إيثيلين تيرفثاليت على صحة هذه الديدان، وما إذا كانت الديدان خياراً لإزالة المواد البلاستيكية القابلة للتحلل من البيئة.



حشرات روبوتية لتلقيح المحاصيل الزراعية

الروبوت الجديد يزن أقل من مشبك الورق (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)
الروبوت الجديد يزن أقل من مشبك الورق (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)
TT

حشرات روبوتية لتلقيح المحاصيل الزراعية

الروبوت الجديد يزن أقل من مشبك الورق (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)
الروبوت الجديد يزن أقل من مشبك الورق (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)

طوّر باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في الولايات المتحدة روبوتات صغيرة بحجم الحشرات، قادرة على الطيران لفترات طويلة، مما يمهد الطريق لاستخدامها في التلقيح الميكانيكي للمحاصيل.

وأوضح الباحثون أن هذه الابتكارات تهدف إلى مساعدة المزارعين في مزارع متعددة المستويات، مما يعزز الإنتاجية ويقلل من الأثر البيئي للزراعة التقليدية، ونُشرت النتائج، الأربعاء، في دورية (Science Robotics).

ويُعد تلقيح المحاصيل عملية أساسية لضمان إنتاج الفواكه والخضراوات، ويعتمد عادةً على الحشرات الطبيعية مثل النحل. إلا أن التغيرات البيئية واستخدام المبيدات أدّيا إلى تراجع أعداد النحل بشكل ملحوظ؛ مما يبرز الحاجة إلى حلول مبتكرة.

في هذا السياق، يشير الفريق إلى أن الروبوتات الطائرة يمكن أن تأتي بديلاً واعداً، حيث يمكنها محاكاة وظائف النحل بدقة وسرعة في تلقيح النباتات بفضل تقنيات متقدمة تشمل الأجنحة المرنة والمحركات الاصطناعية، تمكّن هذه الروبوتات من أداء مناورات معقدة والطيران لفترات طويلة.

وأوضح الفريق أن الروبوت الجديد يزن أقل من مشبك الورق، ويتميز بقدرته على الطيران لمدة 17 دقيقة، وهو رقم قياسي يزيد بمائة مرة عن التصاميم السابقة. كما يمكنه الطيران بسرعة تصل إلى 35 سم/ثانية، وأداء مناورات هوائية مثل الدوران المزدوج في الهواء.

ويتكون الروبوت من أربع وحدات بأجنحة مستقلة، مما يحسن من قوة الرفع ويقلل الإجهاد الميكانيكي. ويتيح التصميم مساحة لإضافة بطاريات وأجهزة استشعار صغيرة مستقبلاً، ما يعزز إمكانيات الروبوت للاستخدام خارج المختبر.

وأشار الباحثون إلى أن العضلات الاصطناعية التي تحرك أجنحة الروبوت صُنعت باستخدام مواد مرنة مدعومة بالكربون النانوي، الأمر الذي يمنحها كفاءة أكبر. كما تم تطوير مفصل جناح طويل يقلل الإجهاد في أثناء الحركة، باستخدام تقنية تصنيع دقيقة تعتمد على القطع بالليزر.

ونوّه الفريق بأن هذه الروبوتات تُعَد خطوة كبيرة نحو تعويض نقص الملقحات الطبيعية مثل النحل، خصوصاً في ظل التراجع العالمي في أعدادها.

ويأمل الباحثون في تحسين دقة الروبوتات لتتمكن من الهبوط على الأزهار والتقاط الرحيق، إلى جانب تطوير بطاريات وأجهزة استشعار تجعلها قادرة على الطيران في البيئة الخارجية.

كما يعمل الباحثون على إطالة مدة طيران الروبوتات لتتجاوز ساعتين ونصف ساعة؛ لتعزيز استخدامها في التطبيقات الزراعية وتحقيق الزراعة المستدامة.