Drobnoustroje ewoluują, aby trawić plastik

Nie jest tajemnicą, że tworzywa sztuczne zalewają naszą planetę. Teraz naukowcy odkryli, że drobnoustroje żyjące naturalnie w oceanach i glebie na całym świecie szybko ewoluują, aby te tworzywa trawić. Czy może to być potencjalne rozwiązanie plastikowego problemu?

Badanie opublikowane w czasopiśmie Microbial Ecology przez naukowców z Uniwersytetu Technologicznego Chalmers w Szwecji, wykazało, że na świecie istnieje 30 000 różnych enzymów zdolnych do degradacji 10 rodzajów plastiku. Analiza pokazuje, że drobnoustroje ewoluowały w odpowiedzi na zanieczyszczenie plastikiem.

Na całym świecie produkcja tworzyw sztucznych gwałtownie przyspieszyła w ciągu ostatnich kilku dekad, wzrastając z 2 mln ton w 1950 r. do 368 mln ton w 2019 r.

„Znaleźliśmy wiele dowodów potwierdzających fakt, że potencjał globalnego mikrobiomu do degradacji plastiku silnie koreluje z pomiarami zanieczyszczenia środowiska plastikiem – to znaczący dowód na to, jak środowisko reaguje na presję, jaką na nie wywieramy” – powiedział The Guardian Aleksej Zelezniak, jeden naukowców biorących udział w badaniu. 

Około 12 000 nowych enzymów znaleziono w próbkach z oceanu, zebranych z 67 miejsc na trzech różnych głębokościach. Według badania, wyższe stężenia enzymów degradujących konsekwentnie stwierdzano na głębszych poziomach w odpowiedzi na większe zanieczyszczenie tworzywami sztucznymi. Z kolei próbki gleby pobrano z 169 lokalizacji w 38 krajach i 11 siedliskach i dostarczyły 18 000 enzymów rozkładających plastik. Naukowcy doszli do wniosku, że liczba enzymów była wyższa w próbkach gleby niż w próbkach oceanicznych, ponieważ gleba zawiera więcej plastiku z dodatkami ftalanów, które atakują nowe enzymy.

„Następnym krokiem byłoby przetestowanie w laboratorium najbardziej obiecujących kandydatów na enzymy, aby dokładnie zbadać ich właściwości i szybkość degradacji plastiku” – powiedział Zelezniak. „Pozwoliłoby to zaprojektować społeczności drobnoustrojów z ukierunkowanymi funkcjami degradacji dla określonych typów polimerów”.

Naukowcy po raz pierwszy odkryli mikroby trawiące plastik w Japonii w 2016 roku. W 2018 roku naukowcy analizowali strukturę tego naturalnego enzymu, kiedy przypadkowo stworzyli superenzym, który rozkłada plastik w ciągu kilku dni. W 2020 roku badacze udoskonalili ten enzym, by rozkładał plastik sześć razy szybciej.

Każdego roku około 8 milionów ton plastiku ucieka do oceanów. Naturalne postępy w degradacji plastiku są bardzo powolne – na przykład żywotność butelki PET może wynosić nawet setki lat. Wzrost i akumulacja odpadów z tworzyw sztucznych w oceanach i na lądzie to globalny problem i istnieje coraz większe zapotrzebowanie na rozwiązania w zakresie gospodarowania tymi odpadami. Naukowcy są przekonani, że ich wyniki mogą zostać wykorzystane do technologii, które pozwolą wykorzystać enzymy w nowatorskich procesach recyklingu.