Forskare som studerar matsmältningssystemet hos ett nyfiket vedätande kräftdjur har upptäckt att det kan vara nyckeln till hållbar omvandling av trä till biobränsle.

Gribble är små marina ryggradslösa djur som har utvecklats för att spela en viktig ekologisk roll genom att äta upp den rikliga tillgången på trä som sköljs ut i havet från flodmynningar.

De kan också vara något av ett marint hot, konsumerar träet från båtar och bryggor och orsakar betydande skador i processen.

Tills nu, frågan om hur gribben bryter igenom lignin – den mycket motståndskraftiga beläggningen som omsluter sockerpolymererna som utgör trä – har varit ett mysterium.

Teamet av forskare, ledd av University of York, studerade baktarmen av gribb, och upptäckte att hemocyaniner – samma proteiner som gör blodet hos ryggradslösa djur blått – är avgörande för deras förmåga att extrahera sockerarter från trä.

Upptäckten ger forskarna ett steg närmare att identifiera billigare och mer hållbara verktyg för att omvandla trä till koldioxidsnålt bränsle - ett lovande alternativ till fossila bränslen som kol och olja.

Hemocyaniner är en grupp proteiner som är mer kända för sin roll i att transportera syre i ryggradslösa djur på liknande sätt som hemoglobin hos djur. Medan hemoglobin binder syre genom sitt samband med järnatomer, ger blod dess röda färg; hemocyaniner gör detta med kopparatomer som ger en blå färg.

Syre är en mycket reaktiv kemikalie, och gribble har utnyttjat hemocyaninernas oxidativa förmåga för att attackera ligninbindningarna som håller ihop träet.

Forskningen, som involverade team från University of York, Portsmouth, Cambridge och Sao Paulo, har avslöjat att behandling av trä med hemocyaniner möjliggör att mer än dubbelt så mycket socker frigörs – samma mängd som kan frigöras med dyra och energikrävande termokemiska förbehandlingar som för närvarande används inom industrin.

Professor Simon McQueen-Mason, från Institutionen för biologi vid University of York, som ledde forskargruppen, sa:"Gribble är det enda djur som är känt för att ha ett sterilt matsmältningssystem. Detta gör deras metod för vedsmältning lättare att studera än den för andra träförbrukande varelser som termiter, som är beroende av tusentals tarmmikrober för att göra matsmältningen åt dem."

"Vi har funnit att Gribble tuggar trä i mycket små bitar innan hemocyaniner används för att störa strukturen av lignin. GH7-enzymer, samma grupp av enzymer som används av svampar för att sönderdela trä, kan då bryta igenom och släppa ut sockerarter. "

Med ökande tryck för att globala åtgärder ska vidtas mot klimatförändringarna, många länder försöker snabbt minska koldioxidutsläppen genom att byta till förnybara energikällor som biobränslen.

Träväxtbiomassa är den vanligaste förnybara kolresursen på planeten, och, till skillnad från att använda matgrödor för att göra biobränslen, dess användning kommer inte i konflikt med global livsmedelssäkerhet.

Medförfattare till tidningen, Professor Neil Bruce, från institutionen för biologi, sade:"På lång sikt kan denna upptäckt vara användbar för att minska mängden energi som krävs för att förbehandla trä för att omvandla det till biobränsle.

"Den cellulasförstärkande effekten av hemocyanin var likvärdig med termokemiska förbehandlingar som används i industrin för att möjliggöra biomassahydrolys, föreslår nya alternativ för biobaserad bränsle- och kemikalieproduktion."

Huvudförfattare till rapporten, Dr Katrin Besser, tillade "det är fascinerande att se hur naturen anpassar sig till utmaningar och denna upptäckt lägger till bevis för att hemocyaniner är otroligt mångsidiga och multifunktionella proteiner."