#2. [На правах фантаста] Почему ветряки и солнечные батареи - это бред?

Итак, сегодняшняя тема... Что там у нас?

Оу... Я почему-то думал, что вначале про соль будет... 

А хрен с ним, сам виноват. Ветряки так ветряки...

Итак, сегодня вторая серия рубрики "На правах фантаста"!

[Рубрика предназначена для фантастов и простых людей, желающих ознакомиться с достижениями человечества!]

Ветряные электрогенераторы и солнечные батареи.

Для кого-то это спасение... Как же: "Экологичное электричество!"

Для кого-то утопия: "Слишком низкий КПД!"

Но что на самом деле скрывают за собой ветряки?

Для чего рептилоиды...

И почему Тамара Марковна каждый день ходит в амбар к овцам.

Это такой неудачный закос под одну всем известную передачу. Читать голосом Дружко, вы не ошибетесь! :)

Итак.

Введение

На самом деле, на меня уже под предыдущем постом наорали: "Аффтаръ! КПД ветряков слишком низкий, чтобы обеспечить всю планету!"

Чушь.

Просто чушь собачья, серьёзно.

Я даже больше скажу: для того, чтобы обеспечить планету электричеством, - именно планету, а не страну - потребуется приблизительно... десятая часть Сахары - это солнечные батареи и ветрогенераторы вместе.

Уже сейчас в Германии процент ядерной энергетики падает, а процент получаемой энергии из возобновляемых источников - растёт.

Вот статистика Германии.

Казалось бы! Одни лишь плюсы!

Я даже больше скажу - цена на возобновляемые источники энергии гораздо ниже, чем цена на прочие.

ГОРАЗДО ниже, понимаете?

Ну да, кто-то скажет, что ветер и солнце непостоянные источники энергии.

Верно. Из-за этого Тесла сейчас строит огромный лес аккумуляторов на 450 000 КВт/час. Так что ночью у вас электричество тоже будет, не переживайте :)

Почему

Почему Костан - та ещё скотина, между прочим - говорит, что ветер и солнце нам не подходят? Что с ним не так? Что он курит? Въебите ему!!

На самом деле, на планете хватает мест, где можно расместить эти источники энергии. Та же Сахара. Никому не нужная пустыня. Песок и... всё. Да, можно озеленять, проводить искусственные реки и иже с ним... но можно просто занять какую-то там десятую часть ветряками и солнечными батареями. Тадам! Халявное электричество!

А солнечных дней, в Сахаре, как известно, порядка трёхсот в год!

Ну идеально же!

Как бы не так...

Вроде хорошо звучит, да?

"ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ РЕСУРСЫ!"

"БЕСКОНЕЧНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО!"

А как вы это электричество получаете? М-м-м? Вы задумывались? Нет? Очень жаль.

Чтобы вы понимали, для строительства фермы солнечных ветряков на 500 МВт требуется... ВНИМАНИЕ:

Порядка 200 000 тонн металла;

Около 400 000 тонн бетона, делаемого из песка и камня;

и около 10 000 тонн пластика.

Ну как вам цифры?

А хотите ещё охренеть?

Себестоимость солнечной батареи в ресурсах выходит в три раза дороже ветряков.

Ну как? :)

А ведь 500 МВт - не так уж и много.

На текущий момент нам требуется - для всей Земли - 140 000 TWh - Тераватт/час.

Чтобы вы понимали:

1 ТВт = 1 000 000 МВт

Сами посчитаете, надеюсь? :)

На самом деле ладно, тут немного не точная информация - она идет вместе с машинами. Машины жрут очень много, потому такие цифры. Но нам-то от этого не легче, даже если уменьшить эту цифру в два раза. Серьёзно.

А теперь мы медленно приходим к неутешительному выводу:

Это требует много ресурсов.

Однако, это не та причина, почему это всё хрень. Далеко не та, не надо швырять в меня своими стрингами и подгузниками, я ещё не кончил.

Мы построили всё что нам надо. Всё готово, хорошо, вырабатываем овердохренилион энергии, окей.

А теперь внимание.

Срок полезного использования ветрогенератора - 15-20 лет.

Срок полезного использования солнечной батареи - 20-25 лет.

По истечении срока, необходимо заменять комплектующие.

А знаете, из чего они сделаны? Нет?

Стеклопластик, полимеры... и иже с ним. Например лопасти ветряков сделаны с упором на прочность, дабы они выдерживали штормовой ветер. Плата за это - они никак не перерабатываются природой.

Уже когда я написал про ПЛАСТИК - про десять тысяч тонн пластика - вы должны были подумать о том, что при замене, эти десять тысяч куда-то пойдут.

А знаете куда? На свалки. Много, очень много свалок.

Вы думаете нам хватит вышеописанного числа ветряков и солнечных панелек? 500 МВт от ветряков и столько же от солнечных батарей? Нет. Нам потребуется больше, десятая часть Сахары. Ну что? Вы представляете, сколько говна пластика выйдет из этого? Каждые двадцать лет количество пластика будет планомерно увеличиваться.

Уже через пять сроков эксплуатации количество полимерного пластика будет на столько высоко, что можно будет хвататься за голову. Настоящие захоронения. Ну как вам такая перспектива? Нравится?

Вот мы и приехали к неутешительному выводу - перейдя на "чистый" источник энергии мы автоматически ещё больше загрязним планету. Мы со своим-то пластиком и полиэтиленом справиться не можем.

Что делать

На самом деле выход из ситуации есть. Он крайне-идиотский, но есть.

Есть такая хренобактерия, ideonella sakaiensis, способная поедать и переваривать лавсан и разлагать его на воду и углекислый газ.

Из лавсана обычно пластик и делается, если что.

За уничтожение пластика отвечает всего два фермента.

Первый разлагает длинные звенья полимера на кирпичики из одной молекулы этиленгликоля и терифталивоей кислоты.

Второй разлагает на вещества, которыми микроорганизмы питаются.

Проблемы

К сожалению проблемы очевидны.

Первое - бактерии очень долго питаются пластиком.

Второе - то, что являют собой эти несчастные ветряки, не совсем пластик, и его они жрать не будут.

Решение

Как обычно, всё гениальное просто. И это не я придумал.

Первая проблема решается изящно.

Требуется создать огромные перерабатывающие баки-цистерны с бактериальной средой из этих самых микроорганизмов, которые будут жрать пластик. После "загрузки" бактериальной среды пластиком начинается самое интересное.

Дело в том, что, как выяснилось, УФ-Лучи влияют на их физическую и мутационную изменчивость.

То есть необходимо планомерно облучать бактерии под УФ-лампами. Это, в свою очередь, ускорит процесс метаболизма бактерий, вынуждая их жрать пластик быстрее и какать активнее.

Вторая проблема сложнее - как их заставить жрать полимерную искусственную хренотень?

Ответ также на поверхности - достаточно привить бактериям некоторые свойства, которые помогут им поедать что-то более сложное, включая стеклопластик.

В конце-концов, от Covid-19 создали же вакцину, (одну из) на основе самого covid-19, только с встроенным ДНК и направленным на противоборство с себе подобными. Чем бактерии хуже? Чутка изменить ДНК и готово.

А! Знаю-знаю! Сейчас набегут и скажут, что чтобы привить ДНК - надо его где-то взять! И вообще ДНК менять очень и очень-на сложна-на.

Ну да, ну да.

Есть такой инструмент, зовущийся CRISPR

По факту - это настольный набор для редактирования генов.

Полное название данного... хм... "инструмента" - CRISPR/Cas9

Это комплекс из белка и РНК. Он является чем-то вроде аналога нашего иммунитета у бактерий.

Работает он следующим образом:

Если бактерия подвергается атаке вируса и удачно с ней справляется, её ДНК разрезается Cas-белками - в общем-то это практически все их функции. - и встраивается в ДНК бактерии, внутрь CRISPR-кассеты. (Отсюда название инструмента).

По итогу в этой кассете оказывается большое количество фрагментов чужеродной ДНК, которые “запомнила” бактерия.

Примерно как запись информации на флэшку. Теперь, когда бактерия вновь столкнется с этим вирусом, который уже записан на её флэшку, белок Cas разхреначит к чертовой матери вирусную ДНК на лоскутки, превратив его в бесполезную биомассу.

Ничего не поняли, да? Как же это всё связано с прививанием генов?

Хорошо, я объясню.

По сути этот инструмент позволяет точечно вырезать всё что нам необходимо. Например можно вырезать фрагмент ВИЧ из ДНК Т-лимфоцитов, макрофагов и клеток микроглии, которые выполняют иммунные функции в мозге. Что с успехом удалось сделать одним ученым из Темпльского университета. Более того, заражение новых клеток также удалось предотвратить.

Всё это они сделали на культуре клеток, но что представляют собой бактерии? Не культуру ли? Всё что нужно - изменить их собственный геном.

Да-да, знаю, пока я говорю только про вырезание, причем тут прививание, да?

Идем дальше, сейчас всё узнаете. :)

Прививание

На самом деле этот инструмент позволяет и прививать некоторые характеристики. Помните, я писал про кассеты?

Если бактерия подвергается атаке вируса и удачно с ней справляется, её ДНК разрезается Cas-белками - в общем-то это практически все их функции. - и встраивается в ДНК бактерии, внутрь CRISPR-кассеты. (Отсюда название инструмента).

Вот эта кассета буквально встраивается на микро-уровне в общий ДНК.

То есть вырезаем в одном месте, потом извлекаем вырезанную часть, а на её место вставляем часть вырезанную из другого организма. 

На самом деле немного сложнее, но я боюсь вы сейчас тут превратитесь в лужу дымящейся эктоплазмы из-за терминов. Мне очень тяжело переводить для вас на простой язык, понятный даже домоказявкам :)

Кстати, если интересно - в Америке он стоит сто долларов. Можно дома экспериментировать на простейших, бактериях и иже с ним.

Благодаря этим своеобразным ножницам можно точно также, в будущем, конечно же, делать направленные мутации самим себе.

Как это работает? Дело в том, что при разрезе клетки, она норовит обратно срастись, регенерировать. Как известно, у нас в организме всегда двойной набор хромосом, копирующих друг-друга.

Если возникает разрыв, клетка может использовать вторую хромосому и на ее основании достроить поврежденный участок — скопировать его в поврежденную хромосому.

В этой ситуации клетку можно обмануть и подсунуть ей вместо второй хромосомы похожий фрагмент ДНК, но с мутацией. Тогда клетка починит разрыв, встроив в него то, что мы подсунули, — так называемую матрицу.

Я всё ещё не объяснил, как это делается? Так это же как два пальца... кхм!

Всё это делается путем микроиньекций на этапе эмбриона, ЛИБО просто микроиньекций.

Этап I - Вводим необходимый ген.

Этап II - Добавляем фермент рестриктазы, который разрезает цепочку дизоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в нужном месте (Координаты разреза задаются путем кодирования ещё в пробирке) [См. картинку ниже]

Этап III - В эти промежутки встраивается наш ген.

Конец  Теперь организм будет расти и в каждой клетке, которая появится при делении, будет этот ген. И у следующего поколения тоже.

Если же организм многоклеточный и привить в одну его клетку довольно сложно... есть такая штука, как "генная пушка".

[Подробнее о ней, также как и генном редактировании, я расскажу в других блогах.]

Примерно так делаются светящиеся рыбки:

Да-да! Это не жофотоп! Это реальные рыбки, которым просто привили ген флуоресцентного белка. Легко и просто!

К слову, данный ген обычно прививают не отдельно, а вместе с чем-то в одной кассете. Это необходимо для элементарной проверки!

Если организм вырос и он светится в темноте - значит и второй ген привился успешно.

Если организм вырос и НЕ светится - значит и второй ген, не имеющий внешнего проявления, не привился.

Теперь-то вы понимаете, как это работает.  

Отступление

И тут мне вспомнилась книга Эдуарда Катласа - Экзо.

Иронично. Эта книга уже старая, вон она, на полке стоит...

Если кратко:

Сюжет повествует о том, как наступил постапокалипсис и мир разделился на две враждующие фракции:

ЭКЗО - те, кто модифицировал организм путем изменения геннов.

НАНО - те, кто модифицировал организм внедряя в организм нано-роботов.

Естественно ещё тогда я пришел к выводу, что предпочту генные модифиикации, чем железки в своей крови.

Ну хотя бы потому, что сама природа в ходе эволюции заставляет нас так или иначе мутировать, изменяет и модифицирует наш ген. Для меня это кажется наиболее подходящим и близким по духу методом улучшить организм. А железки в организме... Причем в формате нано-роботов, которые выполняют задачи тех или иных клеток, дополняя те же лимфоциты и Т-киллеры... Нет, такое мне не по душе.

Всё не так просто

Я был бы не я, если бы написал волшебный способ и сказал, что он так и работает.

Беда в том, что на данный момент, не смотря на амбициозные возможности данного инструмента... им тяжело управлять.

Сложно его заставить встать куда надо. Это не тоже самое, что вставить член во влагалище флешку в компьютер.

Суть в том, что ДНК - это очень крепкая хрень. Её можно оставить замерзать на тысячелетия где-нибудь в области Вечного Льда и... ей нихрена не будет. Ну плевать ей, что ты с ней сделаешь-то? 

НО.

Её легко порвать. (Относительно)

Если её изменить, то она начнет вполне естественно пытаться сраститься.

Проблема в том, что сращивается всё тяп-ляп... Попробую объяснить на пальцах.

Если мы возьмем целую деревянную палочку, подобранную с земли и вырежем из нее центр - буквально вырежем. Мы получим три палочки. Выкинем центральную, она нам не нужна, и попробуем соединить две крайних.

Вроде бы мы соединили, но.

Первое - палочка теперь приляпана как-то криво. Смотрится не очень естественно, словно тут должен был быть фрагмент.

Второе - виден шов, даже если ты присабачил на момент.

Данный способ сращивания зовется [Не гомологичным].

Тоже самое с ДНК.

Суть вот в чём:

Генетический код — это триплеты, то есть три нуклеотида кодирующие одну аминокислоту.

Нуклеотид - органическое соединение с информацией внутри.

При вырезании какой-то части из генетического кода, нарушается последовательность, кодирующая белок. Ну то есть сли вы вырезали два или вставили четыре нуклеотида, нарушится последовательность, кодирующая белок. При этом возникает сдвиг рамки считывания гена.

По картинке ниже вы поймете лучше.

И вот уже в рамке совсем другие "буковки". 

А другие "буковки" = другой смысл слова.

Другой смысл слова = иное действие.

Ну вы поняли, да?

По итогу ген может вообще перестать работать, что может привести как к плачевным последствиям, так и вообще никак не отразиться на организме - всё зависит от его важности.

Есть и второй способ сращивания генов.

Гомологичная рекомбинация.

Наш организм очень умная машина. И в нём всегда есть "запаска", "сэйв" и иже с ним. У всех животных в клетках как минимум две копии каждой хромосомы. Помните это? А дальше цитирую сверху:

Если возникает разрыв, клетка может использовать вторую хромосому и на ее основании достроить поврежденный участок — скопировать его в поврежденную хромосому.

В этой ситуации клетку можно обмануть и подсунуть ей вместо второй хромосомы похожий фрагмент ДНК, но с мутацией. Тогда клетка починит разрыв, встроив в него то, что мы подсунули, — так называемую матрицу.

Ну так в чём проблема-то, да?

А проблема в том, что гомологичная рекомбинация удается реже и частенько ген встаёт как попало.

Конечно нет, оно встаёт и простые гены уже даже прививали крысам, обезьянам... И успешно, но не со сто процентной гарантией.

А ещё был случай, когда сделали всё не совсем корректно, привили крысам и при сканировании их ДНК обнаружили незапланированные мутации цепочки, т.к. сращивание пошло не по плану.

То-то же! 

ОДНАКО. Прошу заметить, что мы тут не многоклеточных собрались модифицировать, а простейшие бактерии. С ними таких трудностей нет, что хорошо.

Резка, нарезка... Это не то!

Внимательный читатель наверное обратил внимание на то, что я говорю здесь про забирание одних генов из одного места и транспортировку их в другое место, в другую цепочку ДНК.

Но где нам взять касету с геном, который может переваривать нужный нам пластик?!

Верно. Ни где.

Тут нам поможет две вещи:

1 - Комбинация генов, одна из которых приведет к тому, что бактерии начнут жрать всё что нужно.

Лишь бы не сделать второго чужого...

2 - Редактировать геном по кусочкам, сдвигая те самые рамки до тех пор, пока у бактерий не получится жрать пластик.

Главное, чтобы потом из этой лаборатории не вышла чучундра, растворяющая все известные материалы на планете.

Так называемый "УПС" какого-нибудь лаборанта. 

Подведение итогов

Итак. Что можно взять для своей книги конкретно фантасту?

Во-первых, лично я собираюсь в новой трилогии, в которой герой стал правителем планеты, использовать всё вместе. Там серьёзные проблемы с металлом, на той планете - его овердохрена и его надо переработать, т.к. вся планета похожа на металлический шар.

Возьму за образец этих бактерий, тем более что тех, кто жрёт металл, ещё больше на самом деле, чем тех, кто кушает пластик.

Возьму проблему с электричеством, с пластиком, всё вот это вот. Устрою заводы и редактирование генома бактерий.

Буду улучшать состояние планеты, а параллельно ещё и просвещать читателя в вопросах науки.

Подробнее про генную инженерию, если вы совсем маньяки от науки, прочитать можно вот здесь:

https://core.ac.uk/download/pdf/75998736.pdf

Теперь вы понимаете, что обеспечив нас "чистой энергией" мы загрязним планету ещё больше.

Да, конечно можно всякие генные штуки для переваривания пластика... но пока это произойдёт - будет уже поздно.

И это я не говорю о том, что для ветряков и солнечных панелей придется добывать ресурсы, сравнивая с землей леса и разрывая целые котлованы, ещё больше калеча нашу планету. А ресурсов потребуется ДОХРЕНА. Не тонны, а ТЫСЯЧИ и ДЕСЯТКИ ТЫСЯЧ тонн.

Чем страдать такой херней, лучше вообще перейти на другую энергетику... Например на моче. [Об этом в следующих блогах]

В следующих сериях:

1 - Для чего нужно масло и почему необходимо какать в ведерко? 

2 - Для чего необходима соль в консервной банке?

3 - И главный вопрос - как сделать неонового кота? [Более углубленная и развернутая тема про редактирование генома]

В этих блогах я дам вам ответы на вышеприведенные вопросы.

Ну и как обычно — Всем всего, всем удачи и всем бобра!