APPLICAZIONI delle RALSTONIA DE TUSCULANENSE Termodinamica e bioenergetica

APPLICAZIONI delle RALSTONIA DE TUSCULANENSE

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOFILMS E' ormai assodato che, se non vengono fatte in tempo breve nuove scoperte realizzabili tipo fusione fredda o reattore ad antimateria o altre sensazionali scoperte, (la fusione calda ormai sara' applicabile addirittura forse dopo l'antimateria del CERN!), l'unica seria alternativa alla combustione dei carburanti fossili, sia l'energia nucleare da fissione. Uno dei (falsi? ) problemi che hanno impedito lo sviluppo massivo dell'Energia Nucleare da fissione e' stato senz'altro quello delle Scorie Nucleari che rimangono attive per lunghissimo tempo.

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOFILMS Noi vorremmo studiare la possibilita' del BIOACCUMULO--BIODEPURAZIONE di alcuni metalli pesanti radioattivi che permangono per lungo tempo nelle piscine nucleari dove vengono sversati i combustibili nucleari esauriti a bassa radioattivita'. I vantaggi della BIOACCUMULAZIONE sono molteplici, perche' si fa spazio nelle vasche e si concentrano gli elementi radioattivi , che possono essere cosi' raccolti e controllati, senza pericolo per gli operatori che non si trovano piu' in un ambiente con radioattivita'(anche se bassa)dispersa.

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOFILMS I sistemi di biodepurazione possono essere di 2 tipi: UNO DINAMICO che consta di alcuni nastri di acciaio inossidabile o di titanio (o eventualmente altro metallo capace di adsorbire i batteri (es. come il palladio nella fusione fredda? ) agglomerati in gomitoli che scorrono nelle vasche, o con pompe che fanno circolare forzatamente l'acqua radioattiva su di essi v fig 1

Termodinamica e bioenergetica batterica Fig 1

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOFILMS Fig 2 Biopellicole batteriche su lamelle acciaio inox

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOFILMS Dopo diversi giorni si vedono le formazioni di colonie microbiche di vario genere (Ralstonia, Firmicutes ecc. . ) vedi figura 2 e 3. Si può quindi controllare l'efficienza di bioaccumulo mediante la fluorescenza degli elementi radioattivi inglobati nelle cellule batteriche, che potrebbero, in qualche modo, essere ingegnerizzate geneticamente con organismi superiori più efficienti. v fig 4

Termodinamica e bioenergetica batterica Come si può vedere in figura 4 già in 70 giorni si ha un buon accumulo di elementi radioattivi. Fig 3 colonie microbiche su lamine metalliche

Termodinamica e bioenergetica batterica Fig 4 accumulo di metalli radioattivi in diversi tempi: max 70 giorni

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOFILMS Si nota anche , come detto, in figura 1 la diversa efficienza di un sistema statico a lamelle in immersione rispetto a quello costituito da gomitoli lamellari fatti scorrere nelle vasche da depurare. Infatti la soluzione "dinamica" è molto più efficiente. Il particolare tropismo e viscoadesione della Ralstonia Detusculanense verso i metalli tipo acciaio inox e titanio e palladio ecc. . . che si era già notato nella reazione

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOFILMS di fusione fredda (INFN-ENEA-ASL RMH anno 2000). Nella quale tali batteri chemiolitotrofi (che si nutrono della bassa energia redox dell'ossido riduzione di alcuni metalli pesanti tipo: ioni di Mn, Cd, U, Sr, Pb, ecc. . ), venivano adsorbiti negli interstizi nanometrici esagonali del palladio dentro i quali, allungandosi e sfinandosi fino a 50 nanometri, riuscivano ad entrare per nutrirsi di ione idrogeno. Tali batteri, opportunamente stimolati/ingegnerizzati possono (mediante l'enzima idrogenasi inversa ) ricomporre e rilasciare come gas idrogeno H 2 fungendo come accumulatori e produttori di H 2.

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOFILMS Come si può vedere da diverse pubblicazioni. . . la bioproduzione di H 2, rispetto all'energia assorbita (pochi lux) è notevole, e può essere ulteriormente incrementata. Si deve far notare inoltre che, tali microrganismi, (specie la R. Eutropha), sono stati codificati dal D. O. E. e considerati tra i migliori Biodepuratori di metalli pesanti pericolosi.

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOFILMS Soprattutto perché, mediante il peculiare sistema delle Ralstonie di trasmissione dell'informazione, l'un l'altra mediante Plasmidi (piccoli pezzi di DNA) per cui le stesse, quando vengono in contatto con elementi inquinanti, creano una autodifesa, (si auto-ingegnerizzano autonomamente verso le sostanze più inquinanti tipo: metalli pesanti, policlorurati, idrocarburi aromatici, benzeni e altri vari cancerogeni cittadini come PM 10, PM 2, 5 ecc. .

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOFILMS In definitiva, la Ralstonia Detusculanense bioaccumula e biodepura svariate sostanze pericolose senza essere in alcun modo modificata dall'uomo con ingegnerizzazioni genetiche varie. (come per esempio fa negli USA il famosissimo CRAIG VENTER che sta per creare un organismo sintetico che resista alle condizioni più estreme: un estremofilo che possa assorbire e produrre a comando per esempio H 2, CO 2, ecc. . . ).

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOFILMS Però, bisogna notare che tale organismo è di nuova creazione e l'uomo spera sempre di poterlo controllare inserendovi, per esempio, geni che lo facciano sopravvivere solo in opportuni bioreattori. . . . ma se sfugge al controllo ? il nostro batterio invece è di derivazione più naturale ed è quasi ubiquitario, quindi innocuo.

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOSENSORI Ralstonia Detusculanense In questo studio si vogliono osservare, sperimentare dei Biosensori a Ralstonia Detusculanense: un batterio estremofilo particolarmente adatto a sopravvivere in ambienti radioattivi e saturi di elementi velenosi: metalli pesanti, inquinanti cittadini cancerogeni ecc. . .

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOSENSORI Ralstonia Detusculanense La R. D. è un batterio del suolo e la specie simile più conosciuta è la Ralstonia Metallidurans che è la più conosciuta ed utilizzata dal D. O. E. E' molto duttile (come il Dio greco Proteus) è capace di adattarsi agli inquinanti più vari e micidiali. Il sistema di adattamento è, come già detto, nella sessione "biofilms" mediante scambio di di piccoli pezzi di DNA (autoingegnerizzazione genetica).

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOSENSORI Ralstonia Detusculanense Tale Ralstonia Detusculanense può essere modificata con l'inserzione di un gene LUX , in modo tale che, a contatto di specifici metalli pesanti, dia una reazione luminosa ed indichi anche una piccolissima quantità di metallo disperso per esempio in un campo, in acqua o altro.

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOSENSORI Ralstonia Detusculanense Quando il metallo pesante anche radioattivo, penetra la parete cellulare e viene assorbito, dà una quantità di luce altamente riproducibile. Il batterio può essere messo in contatto direttamente con il campione da esaminare (esempio: terreni sminuzzati); è estremamente semplice l'operazione, sia in fase liquida che solida. non servono eccessive preparazioni. Si possono creare molti diversi sensori specifici come: uranio/zinco/cadmio/nichel/cromo/mercurio ecc. .

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOSENSORI PROCESSO CON Ralstonia Detusculanense Foto biosensore

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOSENSORI Ralstonia Detusculanense Tale batterio R. Detusc. potrebbe essere autoingegnerizzato e coniugato con cellule superiori più efficienti (piante o alghe) che crescano più velocemente dello stesso che originariamente è piuttosto lento essendo un archeobatterio. Tale batterio, oltreché come biosensore , potrebbe essere utilizzato come concentratore, o biodepuratore di metalli o sostanze pericolose, alcune delle quali potrebbero essere direttamente metabolizzate e rese inoffensive il loco e altre potrebbero essere raccolte e concentrate come nel caso dei biofilms per i PONDS NUCLEARI. vedi foto Ponds Nucleari

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOSENSORI: Ponds Nucleari

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOSENSORI Ralstonia Detusculanense Per i quali parlare di trasmutazioni è sicuramente eccessivo , perché non si vedono reazioni biologico/ nucleari evidenti; però in certo qual modo le sostanze vengono sicuramente elaborate. Ogni organismo che ingloba (mangia un altro) lo fa per trasformarlo e digerirlo e ricavarne energia. Inoltre questi archeobatteri essendo sopravvisuti negli ambienti estremamente radioattivi e nocivi di miliardi di anni fà, potrebbero aver sviluppato sistemi biochimici per utilizzare (nutrirsi? ) di radiazioni. (vedere Firmicutes e funghi di Cernobil ricchi di melanina).

Termodinamica e bioenergetica batterica BIOFILMS Ralstonia Detusculanense BIOACCUMULO E TRASFORMAZIONE DEL TNT mediante Robot a Ralstonia Detusculanense

Termodinamica e bioenergetica batterica BATTERIA ELETTRICA ALIMENTATA A BATTERI Fig 5 IPOD alimentato da ralstonia detusculanense

Termodinamica e bioenergetica batterica Fig 6 Batteria a Virusbatterio

Termodinamica e bioenergetica batterica Fig 7 Batteria biologica (Virus)batterio

Termodinamica e bioenergetica batterica : produzione idrogeno

Termodinamica e bioenergetica batterica Bioreattore per la produzione di H (IDROGENO) 2

Biosfera 2

● ● ● Questo e’ uno studio USA(Arizona) per provare uno sviluppo in un sistema(serra/ Biosfera)chiuso senza alcun collegamento esterno. Pensato, in un primo momento, per viaggi spaziali e colonizzazione eventuale di pianeti(Marte). Nella Biosfera (una specie di Arca)c’era di tutto: ogni biocenosi. dalle barriere coralline alle piante amazzoniche; il tutto per provare un autonomo riciclo di atmosfera(fotosintesi)e di acqua e cibo. Dopo poco(alcuni mesi) pero’ gli scienziati, che dovevano abitare la Biosfera, sono impazziti e sono usciti e tutto il sistema-simil. Terra si e’ squilibrato per l’eccessiva produzione di cataboliti( non riciclati)come co, co 2, nox , biomasse deteriorate ecc che hanno abbassato il tenore di ossigeno e avvelenato i sistemi che sono degradati come si vede nella diapositiva seguente(eccesso di calore-entropico non smaltito? )

Biosfera 2 dopo un anno

● ● ● Quindi bisogna rendersi conto che tutti gli equilibri biologici e non : Terra-Universo ecc sono estremamente delicati e interdipendenti. La Terra e’ come una Biosfera: un solo organismo, e, forse, anche tutto l’Universo o gli Universi intorno lo sono: unione forze fondamentali? Fino a un certo punto i sistemi reggono –omeostasi…. poi collassano irreversibilmente… E’ forse un problema di inquinamento dissipativo energetico? --Cerchiamo di rimanere nell’equilibrio naturale utilizzando le fonti energetiche integrativo/naturali presentate qui sopra e limitiamo le combustioni dei fossili… Prof. Piero Quercia 23 dic 2008

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Biosfera integra interno -