מדעני המכון לומדים מהצמחים את סודות הפוטוסינתזה במטרה לפתח מקורות אנרגיה נקייה ובת-קיימא, שתחליף את השימוש בדלקים מאובנים
“אין חכם כבעל ניסיון”, ולכן, בכל הנוגע לתכנון ולבניית תאים סולריים יעילים, יצורים זעירים מסוימים נהנים מיתרון עצום על בני-האדם. מדובר באורגניזמים המבצעים פוטוסינתזה, כגון צמחים, אצות וסוגים שונים של חיידקים. יצורים אלה טיפחו ושיכללו את יכולותיהם במשך מיליוני שנות אבולוציה, וכך הצליחו לעצב באופן אופטימלי מנגנון לקליטת אור. מנגנון משוכלל זה מאפשר ליצורים הפוטוסינתטיים (המבצעים פוטוסינתזה) להשתמש באור השמש, ובחומרים פשוטים – מים ופחמן דו-חמצני – לצורך יצירת סוכרים וחומרים עתירי אנרגיה אחרים, אשר מתדלקים את פעילותם הביולוגית.
ד”ר דרור נוי, מהמחלקה למדעי הצמח במכון ויצמן למדע, שואב השראה מהיצורים הפוטוסינתטיים במטרה לפתח מקורות אנרגיה נקייה ובת-קיימא, שתחליף את השימוש בדלקים מאובנים. הקו המנחה את עבודתו הוא תכנון וייצור מערכת להמרת אנרגיית השמש, המתבססת על העקרונות הביולוגיים של הפוטוסינתיזה הטבעית, תוך שימוש באבני בניין ביולוגיות. אבני הבניין בהן מתכנן ד”ר נוי להשתמש הן מבנים קטנים ועמידים הקרויים “חלבוני דגם” (protein maquettes) אותם פיתחה קבוצת מדענים באוניברסיטת פנסילבניה, פילדלפיה, שם ביצע ד”ר נוי את מחקרו הבתר-דוקטוריאלי. חלבוני דגם, כמו חלבונים טבעיים, מורכבים מחומצות אמיניות, אך הם מופיעים ברצף שאינו קשור לשום חלבון טבעי מוכר. במחקריו הנוכחיים, במכון ויצמן למדע, מתכנן ד”ר נוי לבצע מניפולציות שונות בחלבוני הדגם, ולשבץ בתוכם פיגמנטים וחומרים נוספים הנדרשים ליצירת מערך פוטוסינתטי.
תהליך הפוטוסינתזה מתחולל בשני שלבים עיקריים. בשלב הראשון, “שלב האור”, קולטת מולקולת פיגמנט את אור השמש, ומעבירה את אנרגיית האור למרכז ריאקציה סמוך. העלייה ברמת האנרגיה במרכז הריאקציה גורמת לשחרור אלקטרונים, אשר מועברים בשרשרת של תגובות – תהליך המוביל להמרת אנרגיית האור באנרגיה כימית. את האלקטרונים שעוזבים את מרכז הריאקציה מחליפים אלקטרונים אחרים, אשר נקרעים ממולקולות מים, ומותירים מולקולות חמצן ופרוטונים. האנרגיה הכימית שנוצרת ב”שלב האור” מועברת לשלב השני – “שלב החושך” – בו מוביל מעגל נוסף של תהליכים ליצירת התוצר הסופי – סוכרים.
“תהליך הפוטוסינתזה הוא אמנם יעיל מאוד בשביל היצורים הפוטוסינתטיים שמבצעים אותו, אולם אכסון האנרגיה המומרת נעשה בצורה שאינה נגישה לבני-אדם”, אומר ד”ר נוי. “אם לא די בכך, תהליכי הברירה הטבעית שעיצבו את היצורים הפוטוסינתטיים פועלים כ'כרטיס בכיוון אחד'. כתוצאה מכך, היצורים עשויים לפתח כישורים, לאבד כישורים אחרים, או אפילו לפתח כפילות – מספר כישורים המשמשים להשגת אותה מטרה”. כדי להתגבר על הקשיים האלה מתמקד ד”ר נוי ב”שלב האור” של הפוטוסינתזה, ומנסה לברור את הבר מן המוץ ולזהות את הדרישות המינימליות והחיוניות להתרחשותו. זאת, במטרה ליצור חלבוני דגם אשר אוגרים את תוצרי הפוטוסינתזה בשלב בו הם עדיין נגישים לאדם.
מערכים פוטוסינתטיים נחקרו בעבר היטב, כך שהמדענים יודעים כיצד הם מאורגנים. המרחק בין הפיגמנטים נמדד עד לרמת דיוק אטומית, והדינמיקה של תהליכי העברת האלקטרונים ידועה עד חלקיקי שנייה מזעריים – פחות ממיליונית של מיליונית השנייה. אולם למעשה, קשה לבצע מניפולציות במבנים כה זעירים. בעיה נוספת היא, שארגונם התלת-ממדי של הפיגמנטים הוא קריטי לתהליכים הפוטוסינתטיים. השלד של המערכת עשוי מחלבונים, אשר שומרים על ארגון נכון במרחב של כל הרכיבים. מבנה השלד החלבוני נקבע על-פי רצף החומצות האמיניות המרכיבות אותו. לכן, כדי לתכנן שלד מוצלח למערכת פוטוסינתטית יש לבחור את רצף החומצות האמיניות המתאים לכל חלבון. מאחר שקיימים מיליוני צירופים אפשריים, מדובר באתגר עצום.
ממצאים ראשונים מתחילים להיאסף במעבדתו של ד”ר נוי. קבוצתו משתמשת בטכנולוגיות הנדסה גנטית ל “תיכנות” חיידקי E. coli כדי לייצר חלבונים שעוצבו על-ידם. רצף החומצות האמיניות של חלבונים אלה תוכנן במיוחד כך שיוכלו לאסוף פיגמנטים ורכיבים נוספים, וליצור אנלוגים קטנים ופשוטים של חלבוני הפוטוסיתזה הטבעיים. בדיקות חוזרות ונשנות של החלבונים שיצרו, ותכנון מחודש שלהם, מאפשר לחוקרים להתחיל להבין כיצד מיתרגם רצף חומצות אמיניות למבנה התלת-ממדי הרצוי.
עד כה הצליחו החוקרים ליצור אב-טיפוס המכיל מספר פיגמנטים קולטי אור, אשר מסוגלים לחולל ריאקציות. בהמשך הם מתכננים לשפר את יעילות המבנה באמצעות הוספת פיגמנטים רבים נוספים. כיוון נוסף שנחקר הוא זיהוי “צמתים” בתהליך הפוטוסיתזה שעליהם אפשר להשפיע כדי להסיט את אנרגיית האור כך שאפשר יהיה להפיק באמצעותה את מולקולות המימן, עוד לפני ניצול האנרגיה לריאקציות אחרות. במימן שיתקבל בדרך זו אפשר יהיה להשתמש כבמקור לדלק אלטרנטיבי נקי, יעיל וידידותי לסביבה.
ד”ר נוי: “אני מקווה כי מחקרים אלה יפתחו את הדרך לעיצוב מתקנים להמרת אנרגיית אור, כמו, למשל, תאים סולריים עשויים חלבון, העושים שימוש ברכיבים ביולוגיים – בתוך מערכת לא-ביולוגית. התובנות שנשיג ממחקר זה יקדמו גם את הבנתנו ביחס לדרך בה צמחים קולטים ומאכסנים את אנרגיית האור. תובנות אלה יאפשרו לנו להשתמש בחלבונים מותאמים במיוחד שיוחדרו לצמחים בשיטות של הנדסה גנטית, יגדילו את היקף הייצור של דלקים צמחיים – כמו ביו-דיזל או אתנול – וגם יאפשרו ייצור של דלקים אי-אורגניים – כמו מימן – באמצעות צמחים”.
18 תגובות
אלוהים העתיק מדארוין את השיטה לברא עולם, ואת דארוין בעצמו
אפשר להיות רגועים = הכל נמצא במקומו:
אותה הגברת בשינוי הדברת
הייתי בכל הקופסאות שאפשר ויצאתי גם מהם
היום אני בקופסא חדשה
כל אחד מאיתנו נמצא במקום אחר ומסתכל לכיוון שונה.
ככה נוצרים חיים.
התנגשות של חלקיקים בעלי מטען שונה.
ביום שכולנו נחשוב אותו דבר בעצם נהיה "אלוהים"
תודעה קולקטיבית אחת.
לא הבנתם?
למר "אפשר להיות רגועים"
אתה מקשקש אבל חבריך – נחי, המסופק וקודמיהם כבר עייפו אותי. זה שאתם מתחלפים כל הזמן כדי לחזור על אותן שטויות לא אמור לגרום לי לומר אין סוף פעמים את אותם דברים.
לא הבנת?
זבש"ך
השאלה היא האם הקוף המפותח הוא כבר מחוץ לכלוב, ואולי אתה דווקא נמצא בתוך קופסא שהאלוהים שלך לא מרשה לך לצאת ממנה ולהסתכל החוצה
לנחי, מיכאל , יהודה ושאר החבר’ה לייצים..
“אלוהים” זה קונספט מופשט שמתייחס לדרכי הטבע.
אין מה להתווכח על קיומו כשם שאין להתווכח על קיומנו .
איך קוראים לולהם ומה הם רוצים מאיתנו זאת שאלה שנותנת תשובה שונה מכל אדם.
האם יש מקריות בחיים או אינטליגנציה גבוהה מאיתנו?
ברור כשמש שאנו בני האדם לא יצרנו את החיים והעולם ולכן מוכרח להיות “משהו” מעלינו.
איש איש באמונתו יחיה,
יש שיאמינו שהם סוג של קוף מפותח שרק במקרה של אחד לטריליון הם בכלל קיימים ואין שום משמעות לקיומם הספציפי.
לעומתם, יש שיאמינו שהם נגזרת של אותו ה”אלוהים” וחיים מלאים משמעות ויצירה.
בכל מקרה, הקוף המפותח לא יכול לראות מעבר לכלוב שלו אלא אם כן הוא יהיה אמיץ וינסה לפתוח את הדלת רק בשביל לגלות שהיא הייתה פתוחה כל הזמן.
לילה טוב
אם מישהו שאל את עצמו אם שני שקרים יכולים לסתור זה את זה אז הרי לפניכם דוגמה מופלאה.
נחי השקרן א ונחי השקרן ב סותרים זה את זה.
נחי השקרן א:
" לפי התאוריה הדרוינסטית [שמשום מה מופיעה כאן בהרבה מאמרים בלא להתחשב בכך שעולם המדע זנח אותה כבר לפני זמן רב],…."
ועוד:
" אבל מה שיש מי שלא שמע, זו ההתנערות של הקהיליה המדעית מתאוריה מופרכת זו"
נחי השקרן ב:
" אין לי כל ענין לטעון או להוכיח שאנשי המדע אינם מאמינים בתאוריית האבולוציה"
לנחי
אם אתה אומר שאלוהים ברא את העולם, אז מי יצר את אלוהים?, ההורים של מיכאל?
נחי, תנוח, אלוהים אפילו ששה מיליון יהודים לא יכול היה להציל בשואה אז אתה מספר לנו שהוא ברא עולם?, עזוב, תהיה מציאותי!
לילה טוב
סבדרמיש יהודה
לרועי!
כיון שהתגובה היחידה הראויה להתיחסות ענינית היתה שלך לכן אענה לך.
אין לי כל ענין לטעון או להוכיח שאנשי המדע אינם מאמינים בתאוריית האבולוציה. החלטה זו נתונה בידיו של כל אחד לעצמו.
ולעצם הענין, גם אם אכן ישנם חוקי טבע המראים מהלך של התפתחות, עדיין לא התקבלה תשובה על השאלה העיקרית: מי יצר את ה’מרק’ שממנו התפתח הכל?
הרי המדע לא טוען שהיקום היה מאז ומעולם כמו שחשבו היוונים הקדמונים. ישנן הוכחות ברורות לכך שהעולם נוצר בנקודת זמן כלשהי, ולפני כן הוא לא היה קיים!
כיון שכך עלינו לדון כיצד נוצר ה’יש’ מתוך ה’אין’. ועל שאלה זו לא ניסה כלל דרווין לענות. הוא עסק בשלב שאחר מציאות ה’יש’, מה היה הי’ש’ הראשון וכיצד הגיע היקום למצבו הנוכחי ממה שהיה אז.
לאור זאת כיון שאנו רואים לפנינו מערכת מופלאה ביותר של חוקי טבע, מן הנמנע לטעון שחוקים אלו נוצרו מעצמם, הרי גם דברים פחות מתוחכמים נדרש האדם להשקיע ביצירתם, וכיצד יתכן שיד המקרה תייצר חכמה כה גדולה.
אלא מה קוראים ליוצר החכמה הזו ‘טבע’ , יהי כן, זה לא מפריע לאיש. רק כדאי לשים לב שמדובר ביצירה גאונית במיוחד שלא נוצרה בחינם, יש סיבה ליצירה זו. וכאן כבר מגיעה היהדות שכולכם אם תרצו או לא, צאצאים של אנשים שמסרו נפשם על אמונה זו.
יהודה:
לא שכחתי.
אתה רוצה את הרמז הבא או שתחשוב על זה עוד לילה?
בעצם כבר מאוחר כך שאפילו אם תבקש עוד רמז – ייתכן שרק מחר אספיק להגיב, אבל אפשר לנסות.
איך שלא יהיה – ההתייחסות הבאה שלי לנושא תהיה לבקשת עוד רמז או להצעת פתרון.
בכל מקרה – בוא נמשיך את ההתכתבות בנושא במאמר בו התחילה כדי לא להגביר את הבלגן.
לנחי
אבל אני דווקא שמעתי שיש אצלכם הרבה רבנים שמאמינים בדרכה של האבולוציה!
לשל, הרבי מילובביץ!!, הוא האמין דווקא באבולוציה, ולכן, סילק מדרכו את היורש האמיתי של לובביץ במיבצע אבולוציוני נשגב , ועוד בנוסף, ההתפתחות האבולוציונית שלו המשיכה והוא הפך מרבי ספיאנס למשיח ספיאנס .
אם זה לא אבולוציה, אז אני צינצנת.
מיכאל היקר- שכחנו מהאלגוריתם?
לילה טוב
סבדרמיש יהודה
נחי, כנראה שטעית באתר. הדברים שאתה כותב כוללים שקרים שמופצים באתרים אחרים, העוינים למדע. בשביל מי שטוען שאיינשטיין חזר בתשובה, אין בעיה לטעון שהמדע דחה את האבולוציה.
נחי,
אני חלק מהקהיליה המדעית, ויכול להגיד לך שאין מחלוקת בקרב הביולוגים בנוגע לאמיתותה של תיאוריית האבולוציה. כמעט כל המדענים שמתנגדים לתיאוריה מגיעים מתחומים אחרים (ואז רמת האסמכתא שלהם לדבר על ביולוגיה ואבולוציה זהה לרמת האסמכתא של שרברב לדבר על מתמטיקה גבוהה).
כל המחקרים בביולוגיה הנערכים כיום נסמכים על גילויים מתוך תיאוריית האבולוציה, בין אם מדובר בדנ”א הומולוגי בין אורגניזמים שונים, בעבודה עם חיידקים המפתחים עמידות לאנטיביוטיקות או בביולוגיה מולקולרית הנסמכת על תובנות לגבי חלבונים דומים.
החיידקים והאצות אינם ‘שוקדים במעבדות’ על פיתוח מערכות אנזימטיות, אלא הן מגיעות מתוך מוטציות אקראיות הנבררות על-ידי הברירה הטבעית. בתהליכים אלו נוצר בחיידקים עוד בימינו אנזים, למשל, המסוגל לפרק פלסטיק – למרות שרמת הסיבוכיות שלו גבוהה מאד. הכל בדרך של אבולוציה וברירה טבעית.
אני ממליץ לך לקרוא על האבולוציה ולנסות להבין אותה לעומק, לפני שאתה טוען טענות חסרות-ביסוס שכאלה.
ומעיין השקר ממשיך לנבוע בעוז
שמענו ושמענו, אבל מה שיש מי שלא שמע, זו ההתנערות של הקהיליה המדעית מתאוריה מופרכת זו.
ישנם מדענים רבים מאד שכתבו ספרים להפריך תאוריה זו למרות שהיתה מקובלת מאד משך זמן רב.
אישית, שמעתי מפרופסור מכובד [חבר תנועת מרצ] העוסק בחקר הגנום האנושי שהצהיר באזני כי מי שמאמין באבולוציה אין לו מה לחפש בין החוקרים. זה ברור כשמש, הוא אומר, שכל התאוריה הזו מופרכת מעיקרה וחייב להיות שיש בורא לעולם וכו’.
נחי:
וראה זה פלא.
מסתבר שיש כאלה שאפילו לא שמעו על אבולוציה.
ומשרד החינוך משחרר עוד ועוד בתי ספר מן החובה ללמד את תכנית הליבה.
ציטוט:מדובר באורגניזמים המבצעים פוטוסינתזה, כגון צמחים, אצות וסוגים שונים של חיידקים. יצורים אלה טיפחו ושיכללו את יכולותיהם במשך מיליוני שנות אבולוציה, וכך הצליחו לעצב באופן אופטימלי מנגנון לקליטת אור. מנגנון משוכלל זה מאפשר ליצורים הפוטוסינתטיים (המבצעים פוטוסינתזה) להשתמש באור השמש, ובחומרים פשוטים – מים ופחמן דו-חמצני – לצורך יצירת סוכרים וחומרים עתירי אנרגיה אחרים, אשר מתדלקים את פעילותם הביולוגית.
אחר בקשת המחילה מכבוד הכותב, נראה לי שקצת מכוגחך לייחס חכמה כל כך גדולה לאצה פשוטה, או ליצורים מזעריים אחרים, שמנת המשכל שלהם אם קיימת בכלל, אינה עולה על זו של תינוק. וכאן הבן שואל, האם אכן ‘המציאו’ יצורים אלו את הפטנט כיצד להתקיים? ועוד, איך התקיימו בכל אותם ‘מליוני’ שנים עד לפיתוח המופלא? באלו מעבדות ערכו האצות את הניסויים? אלו כלים טכנולוגיים עמדו לרשותם?
זה פשוט פרימיטיבי לחשוב שחיידק מסוגל באופן עצמוני לפתח משהו. זה פחות אינטלקטואלי מלהאמין באלילים שונים בהם מאמינים עדיין תושבי אפריקה התיכונה ודומיהם.
כנראה יש איזושהיא ‘ישות על’ חכמה מאד [מאד מאד] שקשה לנו להכיל את מהותה, אבל קיומינו מחייב את מציאותה. אפשר לקרוא לה אלקים או כל שם אחר, אבל קיומה הוא מוכרח מכח המציאות.
לעיונכם!
נכתב בכתבה שקליטת האור בתאי הצמח מניעה אלקטרונים. האם לא ניתן להשתמש בתנועה זה כזרם חשמלי? מדוע יש צורך להמיר אותה למימן? הרי כל גלגול של אנרגיה לא מתבצע ביעילות של 100% ומכאן שחלק מהאנרגיה "מתבזבז".