Mikroby mogą ewoluować, by jeść plastik

Naukowcy przyjrzeli się próbkom pobranym z oceanów i gleb na całym świecie i odkryli ogromną liczbę enzymów, które mogą rozkładać 10 różnych rodzajów plastiku.

Zespół jest przekonany, że jeden na cztery organizmy w badanych przez nich mikrobiomach zawiera sekwencję białkową degradującą plastik, którą zespół opisuje jako „homolog” enzymu, co oznacza coś, co zachowuje się jak enzym, ale może nie zostać zidentyfikowane jako takie. (Żywe organizmy wytwarzają enzymy trawiące żywność). Odkrycia są oznaką, że niektóre formy życia przystosowują się do wykorzystania plastiku, który dotarł do każdego zakątka globu.

„Obecnie niewiele wiadomo na temat tych enzymów rozkładających tworzywa sztuczne i nie spodziewaliśmy się, że znajdziemy tak dużą liczbę enzymów w tak wielu różnych drobnoustrojach i siedliskach środowiskowych” – współautor badania, Jan Zrimec, biolog z Chalmers University w Szwecja, powiedział w uniwersyteckim komunikacie prasowym . „To zaskakujące odkrycie, które naprawdę ilustruje skalę problemu”. Wyniki badań zespołu zostały opublikowane w mBio.

Problemem jest oczywiście zanieczyszczenie plastikiem. Według Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody każdego roku miliony ton plastiku trafiają do oceanów na całym świecie . Ekosystemy morskie zawierają szokujące ilości mikrodrobin plastiku , a ponieważ tworzywa sztuczne rozkładają się bardzo, bardzo długo , oznacza to, że świat pokrywa się produkowanym przez nas bałaganem.

Ale wydaje się, że niektóre drobnoustroje ewoluują, aby wykorzystać nasze zanieczyszczenie, jak odkrył niedawno zespół. Poinformowali, że gatunki drobnoustrojów metabolizują plastik w środowiskach wodnych, na wysypiskach śmieci, a nawet w rafineriach tworzyw sztucznych.

„Znaleźliśmy wiele dowodów potwierdzających fakt, że globalny potencjał mikrobiomu do degradacji plastiku jest silnie skorelowany z pomiarami zanieczyszczenia środowiska tworzywami sztucznymi – to znaczący dowód na to, jak środowisko reaguje na presję, jaką na nie wywieramy” – współautor Aleksej Zelezniak, również biolog z Chalmers University, powiedział w tym samym komunikacie.

Zespół przyjrzał się istniejącym bazom danych środowiskowych próbek DNA z gleb i regionów oceanicznych na całym świecie, pobranych z trzech poziomów słupa wody. Korzystając z modelowania komputerowego, szukali sekwencji białek, które prawdopodobnie miałyby zdolność rozkładania plastiku. Odkryli, że homologów enzymów degradujących tworzywa sztuczne jest więcej w pobliżu obszarów silnie zanieczyszczonych, a także głębiej w oceanie, co odpowiada rozproszeniu mikrodrobin plastiku w słupie wody; im głębiej jesteś, tym więcej jest mikroplastiku.

Aby zminimalizować liczbę fałszywych alarmów dla enzymów rozkładających tworzywa sztuczne, zespół modelował również ludzki mikrobiom, który nie zawiera znanych enzymów rozkładających tworzywa sztuczne. Trafienia enzymatyczne podobne do tych w ludzkim jelicie traktowano jako fałszywe alarmy.

Żelezniak zasugerował, że gdyby można było dokładniej zbadać takie degradujące tworzywa sztuczne społeczności drobnoustrojów, ich możliwości można by zaprojektować tak, aby celowały w określone rodzaje tworzyw sztucznych. W zeszłym roku inna grupa badaczy znalazła szczep bakterii żyjący na wysypisku śmieci , który może rozbijać wiązania chemiczne poliuretanu, powszechnego i trudnego do recyklingu tworzywa sztucznego.

Oczywiście nie powinniśmy polegać na mikrobach, aby rozwiązać problem, który tak aktywnie utrwalamy. Ograniczenie popytu i produkcji tworzyw sztucznych jest prawdopodobnie lepszym sposobem na czystszą Ziemię. Mimo to badania te pokazują, jak niezwykle przystosowalne jest życie na Ziemi, nawet w obliczu dewastacji środowiska.

Więcej: Mikroplastiki odkryte w kluczowych źródłach wody pitnej