Как именно микробы переваривают пластик?

Исследования показывают, что определенные микроорганизмы эволюционировали для потребления пластика, который является относительно новым материалом в естественной среде. Один из таких видов – бактерия Rhodococcus ruber, способна образовывать биопленку на поверхности пластика, который попадает в воду, пишет 24 Канал со ссылкой на SciTechDaily.

Смотрите также Ученые наконец нашли миллионы тонн пропавшего пластика

Недавний эксперимент, проведенный учеными из Королевского института морских исследований Нидерландов (NIOZ), подтвердил, что эта бактерия не просто разрушает, но и переваривает пластик.

  • Исследовательница Маайке Гудриаан использовала специально изготовленный для эксперимента пластик с особой формой углерода, которую легко зафиксировать детекторами.
  • После предварительной обработки пластика ультрафиолетовой лампой, имитирующей солнечный свет, его поместили в морскую воду с бактериями.
  • Впоследствии исследователи зафиксировали выделение углекислого газа с меченым углеродом, что стало прямым доказательством переваривания пластика микроорганизмами.

Предварительное облучение ультрафиолетом является важным этапом, поскольку солнечный свет частично расщепляет пластик на более мелкие фрагменты, которые бактерии уже могут потреблять.

По расчетам ученых, Rhodococcus ruber способна разложить около 1% выброшенного нами пластика в год, превращая его в углекислый газ и другие безвредные вещества.

Хотя это не является панацеей от проблемы пластикового загрязнения океанов, открытие помогает понять, куда исчезает часть "пропавшего пластика", объемы которого, по подсчетам, значительно меньше ожидаемых, говорится в исследовании, опубликованном в журнале ISME.

Другая сторона проблемы

Тревожным открытием является то, что эти бактерии, которые каким-то образом быстро эволюционировали к "поеданию" пластика, выбрасывают в воздух углекислый газ. Пока непонятно, насколько распространены эти организмы, а также сколько выбросов они производят.

В свое время цианобактерии настолько распространились по планете, что вызвали так называемую "кислородную катастрофу" – глобальное изменение состава атмосферы Земли, которая произошла примерно 2,4 миллиарда лет назад, когда в атмосфере резко увеличился уровень свободного кислорода. Это привело к изменению свойств атмосферы, создало условия для развития аэробных организмов и повлекло массовое вымирание для многих бескислородных форм жизни, которые до того момента доминировали.

Хотя нет шансов, что Rhodococcus ruber повторит это с CO2, бактерия все равно увеличивает количество этого парникового газа, который усиливает глобальное потепление. Этот дополнительный углекислый газ поступает в атмосферу наряду с выбросами, которые производят люди.

Больше исследований на эту тему

Rhodococcus ruber – не единственный микроорганизм, способный к разложению пластика. Еще в 2016 году в Японии, возле завода по переработке бутылок, ученые обнаружили бактерию Ideonella sakaiensis, которая использует полиэтилентерефталат (ПЭТ) как основной источник углерода и энергии. Этот микроорганизм способен почти полностью разрушить тонкую пленку ПЭТ за шесть недель.

Другие исследования также подтверждают эту тенденцию. Например, эксперимент, проведенный в Греции, показал, что морские микробы способны уменьшить вес полиэтилена на 7%, а полистирола – на 11% в течение пяти месяцев, как писало ранее издание Science. Ученые находили целые колонии микробов, живущих на пластиковых частицах, образуя своего рода "искусственные рифы". Такие сообщества обнаружены также в Саргассовом море, бедном на питательные вещества. Существует множество других видов, участвующих в разложении пластика, среди которых Kocuria palustris, Bacillus subtilis и Marinobacter sp.

Смотрите также Японские ученые создали пластик, исчезающий в морской воде за час

Спасет ли это нас от загрязнения?

Несмотря на эти обнадеживающие находки, исследователи предостерегают от чрезмерного оптимизма. Процесс разложения пластика бактериями является очень медленным. Кроме того, до сих пор неизвестно, являются ли побочные продукты этого процесса полностью безопасными для морских экосистем, или они могут оказаться токсичными. Поэтому это открытие является скорее важным элементом для понимания природных процессов, чем готовым решением для глобальной очистки океанов.

Теоретически человечество могло бы освоить контролируемое разложение пластика в контролируемых условиях где-то на заводах, где бактерии бы искусственно размножались и запускались в емкости с пластиком. Однако возникает вопрос масштабов. Чтобы этот процесс имел смысл, размеры таких заводов должны быть просто гигантскими, чтобы бактерии работали сразу во многих емкостях, не заставляя ждать очень долго, пока они справятся с несколькими тоннами пластика.