Пластиковые отходы представляют собой серьезную экологическую проблему. Новые исследования обнаружили микроорганизмы и беспозвоночные, которые используют синтетические полимеры в качестве полноценного источника питания.
Из-за неэффективности традиционных систем утилизации отходов множество ученых обращаются к природе в поисках новых решений проблемы пластикового загрязнения. Одним из многообещающих направлений является микробная деградация: использование природных способностей некоторых бактерий и грибов разлагать пластик теми способами, которые недоступны для современных технологий переработки.
Эти микроорганизмы создают специализированные ферменты, способные разрывать длинные углеродные цепи молекул, составляющих основу полимеров. Получившиеся простые органические соединения перерабатываются в клетках, обеспечивая их энергией. Грубо говоря, микробы и грибы с радостью питаются пластиком.
Ученые традиционно ищут такие микроорганизмы в средах, загрязненных пластиком, например, на свалках и в почве. Это логичный старт, так как длительное воздействие синтетических полимеров может способствовать росту организмов, способных использовать эти материалы в качестве пищи. Похожая тенденция наблюдается и с другими загрязнителями, такими как нефть и пестициды.
Такой подход привел к открытию нескольких перспективных микроорганизмов, способных перерабатывать пластик. Ярким примером является Ideonella sakaiensis, бактерия, найденная рядом с заводом по переработке ПЭТ-бутылок в Японии.
Микроб может полностью разложить полиэтилентерефталат (ПЭТ) – материал, который чаще всего используется в упаковке продуктов питания. Он преобразует его в экологически безопасные компоненты. Эти отходы могут быть впоследствии использованы в качестве пищи I. sakaiensis и других организмов.
Однако было установлено, что микроорганизмы, разлагающие пластик, не развили эту способность в ответ на антропогенное загрязнение. Ученые открывают и переосмысливают метаболические функции, которые уже существуют в природе. Способность микробов разлагать искусственные полимеры появилась задолго до их создания.
Многие микроорганизмы уже имеют возможность «уничтожать» природные полимеры, такие как целлюлоза (растительные волокна), хитин (содержащийся в грибах и покровах насекомых) и кутин (присутствующий на поверхности листьев). Эти органические материалы имеют структурное и химическое сходство с синтетическими пластиками. Это сходство позволяет микробам адаптировать существующие ферменты для работы с синтетическими веществами.
