ננוטכנולוגיה בשרשרת המזון?

ייתכן כי ננו-חומרים אינם מצטברים ביצורים עילאיים * החשש להצטברות זו עומד במרכז הביקורת של גורמים שונים על המשך המחקרים בתחום הננוטכנולוגיה

מחקר חדש מראה כי בעוד שננו-חומרים מהונדסים מסוגלים להיפלט מהרמות הנמוכות ביותר של שרשרת המזון החל מיצורים חד-תאיים ועד רב-תאיים גבוהים יותר ברמתם, כמותם הייתה נמוכה יחסית ולא נמצאה כל עדות להצטברות חומרים אלו ביצורים עילאיים. תוצאות ראשוניות אלו שנצפו ע”י חוקרים מהמכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) מציעות כי הננו-חומרים המסוימים שנבחנו לא יצטברו ביצורים חסרי-חוליות.

אותן התכונות ההופכות את הננו-חלקיקים המהונדסים ליעילים במספר יישומים – יציבות ביולוגית וסביבתית, מידות קטנות, מסיסות טובה בתמיסות מימיות והעדר רעילות לייצור החי – מעלות גם חששות בדבר השפעתם ארוכת-הטווח על הסביבה. החוקרים במכון רצו לקבוע אם ננו-חלקיקים יוכלו לעבור בין הפריטים השונים במודל של שרשרת-מזון, ואם אכן זה קורה, האם המעבר מביא להצטברות משמעותית באחד מהמינים (bioaccumulation) – קרי, עלייה בריכוז של החומר בייצור מסוים במשך הזמן ובהגדלה (biomagnification) – קרי, עלייה מדורגת בכמותו של חומר שהיה בטרף והועבר לטורף בעקבות אכילתו.

במחקרם, הצוות בחן את ההצטברות, ההרחקה והרעילות התזונתית של שני סוגים של נקודות קוונטום (quantum dots) זוהרות תוך שימוש בשרשרת מזון פשוטה ומעבדתית בעזרת שני יצורים מימיים מיקרוסקופיים – Tetrahymena pyriformis, פְּרוֹטוֹזוֹאוֹן (protozoan) חד-תאי ממשפחת הריסניים ו- Brachionus calyciflorus, הניזון ממנו. התהליך בו מועבר חומר בין הרמות השונות בשרשרת המזון מהטרף לטורף מכונה “מעבר תזונתי” (“trophic transfer”). נקודות קוונטום הינן ננו-חלקיקים שהונדסו לזהור בעוצמה גבוהה באורכי-גל מסוימים. החומרים הללו נבחנים במגוון יישומים, ביניהם תגיות (tags) לזיהוי מהיר וקל בתחומי הרפואה והאבחון. הזהירה (fluorescence) שלהם שימשה לאיתור הנוכחות של נקודות הקוונטום בשני היצורים.

החוקרים גילו כי שני הסוגים של נקודות הקוונטום נספגו בקלות ע”י הייצור T. pyriformis וכי הם שמרו על הקרינה שלהם אפילו כאשר הייצור הזה נאכל ע”י הייצור הגבוה ממנו בשרשרת המזון. תצפית זו סייעה לקבוע כי נקודות הקוונטום הועברו בתוך שרשרת המזון כננו-חלקיקים שלמים וללא פגע וכי ספיגה כמזון הינה אחת הדרכים המאפשרות מעבר כזה. החוקרים ציינו כי, “יש לנהוג בזהירות, בכל זאת, כאשר אנו מסיקים מהתוצאות המעבדתיות שלנו אל עבר הסביבה הטבעית.”

“הממצאים שלנו הראו כי למרות שמעבר תזונתי של נקודות קוונטום אכן התרחש במודל פשוט זה של שרשרת המזון, הן לא הצטברו במידה ניכרת באף אחד מהיצורים,” אומר החוקר הראשי. “למרות שהמחקר מצביע כי נקודות קוונטום אינן מהוות סיכון משמעותי להצטברות בשרשרת המזון של חסרי-חוליות ימיים, יש צורך בניסויים נוספים, מעבר לאלו שנערכו במעבדה, ובשיטות מדויקות יותר לכימות הננו-חלקיקים המועברים לשם הסקת מסקנות אמינות בכל הנוגע למערכות סביבתיות.”

להודעה של מכון התקנים האמריקאי