Фото: Ирина Дружинина и Фэн Цай

Поедающие пластик грибы, процветающие в пластисфере, помогут в борьбе с отходами

Новое исследование, опубликованное в Журнале опасных материалов исследователями Королевского ботанического сада в Кью и партнерами, выявило разнообразный микробиом грибов и бактерий, разлагающих пластик, в прибрежных солончаках Цзянсу, Китай.

Международная группа ученых насчитала в общей сложности 184 грибковых и 55 бактериальных штаммов, способных расщеплять поликапролактон (PCL), биоразлагаемый полиэфир, обычно используемый в производстве различных полиуретанов. Из них бактериальные штаммы родов Jonesia и Streptomyces обладают потенциалом дальнейшего разложения других полимеров на нефтяной основе — природных или синтетических цепочек молекул, связанных вместе.

Микроорганизмы, разлагающие пластик, были отобраны в мае 2021 года в Дафенге на востоке Китая, на территории, охраняемой ЮНЕСКО, недалеко от побережья Желтого моря. Отбор проб подтвердил наличие наземной пластисферы, термин, который является относительно новым для экологии суши, поскольку прошлые исследования в основном были сосредоточены на морской среде.

Кроме того, было обнаружено, что микробиом этой «рукотворной экологической ниши» прибрежного пластикового мусора отличается от окружающей почвы.

Ученые все чаще обращают внимание на микроорганизмы, такие как грибы и бактерии, чтобы помочь решить некоторые из наиболее насущных проблем современной эпохи, включая растущую волну пластикового загрязнения. По данным Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП), ежегодно образуется 400 миллионов тонн пластиковых отходов, при этом уровни загрязнения пластиком резко возросли с 1970-х годов. Исследователи, однако, надеются, что ответы на эту проблему можно найти в пластисфере.

Прошлые исследования уже признали потенциал микроорганизмов в борьбе с пластиковыми отходами; исследование 2017 года, проведенное учеными из Китая и Пакистана, выявило штамм грибов Aspergillus tubingensis, который разрушал пластик на свалке в Исламабаде, Пакистан. На сегодняшний день было обнаружено, что 436 видов грибов и бактерий разлагают пластик, и ученые из Кью и партнеры считают, что их последние открытия могут привести к разработке эффективных ферментов, предназначенных для биологического разложения пластиковых отходов.

Исследование проводится в преддверии Всемирного дня окружающей среды 2023 года 5 июня, тема которого — поиск решений кризиса пластиковых отходов в рамках кампании #BeatPlasticPollution.

Доктор Ирина Дружинина, старший научный руководитель по разнообразию грибов и систематике в RBG Kew, говорит: «Микробиологи по всем направлениям чувствуют ответственность за поиск решений для экологически безопасной переработки пластиковых отходов, потому что бактерии и грибы будут первыми организмами, которые научатся обращаться с этим новым материалом. Мы не сомневаемся, что микробы найдут способы эффективного разложения пластика, но на это могут уйти тысячи лет, если мы позволим природе идти своим чередом. Вот почему наша задача — использовать знания, которыми мы уже обладаем в области микробной биологии, ускорить и направить эволюцию микробов и их индивидуальных генов для выполнения работы сейчас «.

Благодаря своей долговечности и гидрофобной поверхности пластмассы в водных экосистемах создали своего рода «микробный риф», к которому прикрепляются грибы и бактерии. А в случае некоторых биоразлагаемых пластмасс они могут обеспечить микробам источник углерода для метаболизма — источник пищи.

В Dafeng исследователи собрали 50 образцов пластиковых отходов из семи различных типов полимеров на нефтяной основе: полиэтилентерефталата (PET), пенополистирола (EPS), полиэтилена (PE), полиуретана (PU), полиамида (PA), полипропилена (PP) и поливинилхлорида (ПВХ).

Среди образцов исследователи идентифицировали 14 родов грибов, включая патогенные микроорганизмы растений Fusarium и Neocosmospora. Растительнопатогенные грибы извлекают свои питательные вещества из растений, но делают это таким образом, что наносят вред своему хозяину. Результаты исследования показывают, что эти грибы могут лучше разлагать полихлорвинил и другие синтетические полимеры, чем сапротрофные грибы — грибки, которые питаются останками мертвых растений и животных.

Доктор Дружинина добавляет: «Именно из-за экологической ниши солончаков Дафенг мы решили исследовать сообщества микроорганизмов, присутствующих в тамошних пластиковых отходах, и на данный момент наши результаты оказались захватывающими и многообещающими».

Эксклюзивный перевод

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Ученые Японии открыли способ получать биоразлагаемый пластик с помощью бактерий

52 Университет Кобе разработал принципиально новый способ производства высококачественного и экологически чистого пластика. Ученые создали …