Seriozitatea situației actuale este cel mai bine transmisă de peticele de gunoi din oceane (Marele Petic de gunoi din Pacific). Poate ajuta la dezvoltarea de noi tehnologii pentru reciclarea deșeurilor de plastic și la îmbunătățirea puțin situația actuală noul fel bacterii care se hrănesc cu materiale plastice.

Descoperirea a fost făcută de cercetători japonezi.

Potrivit acestora, microorganismul este interesant în primul rând datorită capacității sale de a recicla un tip comun de plastic cunoscut sub numele de PET (materiale plastice de polietilen tereftalat). Direct eu însumi procesul digestiv plasticitatea bacteriei are loc lent, astfel încât perspectivele pe termen scurt pentru descoperire sunt încă destul de vagi, dar studii ulterioare ale bacteriei, care, apropo, se numește Ideonella sakaiensis 201-F6, pot duce la apariția de noi căi sigure reciclarea plasticului.

Tipul de plastic care este o delicatesă preferată a Ideonella sakaiensis, polietilen tereftalat, se caracterizează prin ușurință, rezistență și capacitatea de a reține lichidul. Acest material este foarte des folosit pentru fabricarea de recipiente pentru produse lichide - diverse recipiente și sticle. Rețineți că numai în 2013, în întreaga lume au fost produse aproximativ 56 de milioane de tone de plastic PET, din care doar jumătate a fost reciclată.

Proprietățile care fac din PET un material atât de atractiv pentru diverse companii - rezistență și rezistență la umiditate - reprezintă, de asemenea, o amenințare imensă pentru mediu. Acest material are un timp de înjumătățire foarte lung și, prin urmare, se acumulează sub formă de gropi de gunoi pe uscat și în ocean.

Se estimează că durează aproximativ 450 de ani pentru ca o sticlă tipică de plastic să se descompună complet și, în timp ce unele materiale plastice se descompun mai repede în ocean, eliberează substanțe chimice dăunătoare pe măsură ce se descompun. substanțe chimice, ceea ce agravează și mai mult situația de mediu.

Un nou tip de bacterii care mănâncă plastic a fost descoperit prin cernerea a 250 de mostre de PET colectate de la fabricile de reciclare a plasticului. Acest lucru este afirmat într-un articol despre rezultatele cercetării publicat în revista Science. Anchetatorii au căutat dovezi ale degradarii materialelor printre probe și au descoperit în cele din urmă I. sakaiensis.

Bacteriile acestei specii secretă două enzime care descompun acest compus în substanțe prietenoase cu mediul - acid tereftalic și etilenglicol. Adevărat, acest lucru nu se întâmplă foarte repede. Studiul a spus că bacteriilor a fost nevoie de șase săptămâni pentru a digera complet o bucată mică de peliculă de tereftalat de polietilenă de calitate scăzută. Adică, produsele fabricate din PET de calitate superioară vor dura și mai mult să se descompună.

Este posibil ca în viitor oamenii de știință să găsească o modalitate de a accelera acest proces. Într-un articol ulterior publicat în aceeași Science, profesorul de bioinginerie Uwe Bornscheuer scrie că oamenii de știință trebuie să afle originile acestor enzime secretate de bacterii, sau mai exact, dacă sunt o manifestare a evoluției.

Potrivit lui Bornscheuer, acest tip de plastic există în natură doar de 70 de ani și este posibil ca enzimele să se fi adaptat noilor realități și să fi învățat să-l folosească ca sursă de hrană care oferă un „avantaj de supraviețuire”. Omul de știință scrie că evoluția în astfel timp scurt- acest lucru este foarte rar, deși acest lucru s-a întâmplat deja înainte, iar cercetările suplimentare pot duce la apariția altora noi moduri eficiente lupta împotriva plasticului PET.

Într-un interviu pentru The Wall Street Journal, Bornscheuer a remarcat că, teoretic, aceste bacterii ar putea accelera descompunerea plasticului din gropile de gunoi.

Abonează-te la Quibl pe Viber și Telegram pentru a fi la curent cu cele mai interesante evenimente.

MOSCOVA, 11 martie - RIA Novosti. Biologii moleculari japonezi au descoperit o bacterie neobișnuită care poate „mânca” lavsan și alte tipuri de plastic și au extras din acestea enzimele responsabile de descompunerea acestor polimeri, potrivit unui articol publicat în revista Science.

În fiecare an, aproximativ 300 de milioane de tone de deșeuri din plastic ajung în gropile de gunoi ale Pământului, dintre care majoritatea nu sunt descompuse de microbii din sol și rămân aproape neatinse timp de zeci sau chiar sute de ani. Multe particule de plastic ajung în apele oceanelor lumii, unde intră în stomacul peștilor și păsărilor și adesea provoacă moartea acestora.

Kenji Miyamoto de la Universitatea Keio din Yokohama, Japonia, și colegii săi au găsit o modalitate de a elimina o mare parte din această grămadă de gunoi, studiind modul în care diferitele comunități de bacterii reacționează la prezența polietilen tereftalat (PET). Acest termoplastic, cunoscut și sub denumirea de lavsan, este utilizat în fabricație sticle de plastic, îmbrăcăminte, film și alte medii de stocare. PET-ul reprezintă o șesime din toate deșeurile de plastic de pe Pământ.

În timpul cercetării, oamenii de știință au făcut mai multe excursii în natură, unde au putut găsi și extrage peste 250 de fragmente de deșeuri de plastic, dintre care unele purtau urme de descompunere parțială. Biologii au analizat genomul bacteriilor care trăiau în sol lângă aceste particule de plastic și au încercat să identifice printre ele pe cele care se puteau hrăni cu PET. Pentru a face acest lucru, culturi microbiene au fost plantate pe filme subțiri de polimer.

Oamenii de știință au fost norocoși - au descoperit că bacteria comună a solului Ideonella sakaiensis este capabilă să trăiască cu o „dietă” 100% de lavsan și să-și descompună moleculele în apă și dioxid de carbon.

Oamenii de știință sunt interesați de modul în care această bacterie „mâncător de plastic” descompune lanțurile PET în unități individuale și le mănâncă. Pentru a răspunde la această întrebare, biologii au analizat structura ADN-ului microbian și au descoperit că doar două enzime sunt responsabile de distrugerea plasticului.

Prima - așa-numita PEPază - descompune legăturile polimerice lungi în „cărămizi” ale unei molecule de etilenglicol și acid tereftalic chiar înainte ca plasticul să intre în bacterie. A doua enzimă, hidrolaza MHET, descompune aceste unități în etilenglicol și acid tereftalic, care sunt apoi folosite de microbi în activitatea sa de viață.

Procesul de descompunere a plasticului decurge destul de lent - bacteriile au „terminat” filmul pe care oamenii de știință le-au oferit-o la doar șase săptămâni după începerea experimentului. Dar având în vedere că astfel de deșeuri de plastic „trăiesc” în gropile de gunoi timp de aproximativ 70-100 de ani, adăugarea de colonii de Ideonella sakaiensis la haldele de gunoi poate accelera semnificativ descompunerea acestora. În plus, oamenii de știință sugerează că versiunile sintetice ale enzimelor pot fi folosite pentru a recicla și distruge plasticul.

Uneori se descoperă lucruri surprinzătoare în reviste vechi de știință populară. Pentru mine, o astfel de perlă, găsită în timpul „surfingului” leneș prin fișierele „Știință și viață” din anii 70, a fost povestea „Mutant-59”. Iată-l, chiar în acea versiune, în biblioteca Moshkov - și o recomand cu căldură. Pentru a nu strica distracția, intriga este scurtă: acțiunea este construită în jurul unui microorganism crescut de oameni de știință care poate devora toate tipurile de plastic. Se eliberează și lumea se află în pragul unui cataclism comparabil cu unul nuclear...

Scrisă la sfârșitul anilor ’60, această poveste a fost una dintre primele încercări de a sonda dependența noastră de materiale plastice – deja puternică atunci. Dar autorii cărții „Mutant” nici nu și-au putut imagina cât de mult va deveni ea mai puternică în următorii patruzeci de ani! Nu numai că utilizarea materialelor plastice a crescut de aproape douăzeci de ori (azi se produc peste 300 de milioane de tone anual), dar maximul nu a fost încă atins și în următorii douăzeci de ani se așteaptă să dublăm consumul.

Plasticul este un material artificial „crescut” pe hidrocarburi, care oprește bine apa și este slab susceptibil la factorii agresivi ai mediului pământesc. Acesta este ceea ce explică popularitatea sa. Dar fiecare băț are două capete: din moment ce nu a mai existat așa ceva, natura nu are mijloace de a distruge în siguranță deșeurile de plastic - care se acumulează proporțional cu creșterea consumului. Gunoiul s-ar fi putut acumula mai lent, dar acesta este un fapt regretabil! - Majoritatea produselor din plastic sunt de unică folosință.

Desigur, oamenii înșiși pot și ar trebui să ajute natura, dar... Estimările variază, totuși, în general, se poate susține că mai puțin de o treime din produsele din plastic sunt reciclate. Restul, în cel mai bun caz, ajunge în gropile de gunoi organizate; în cel mai rău caz, se împrăștie pe continente și se varsă în ocean, unde plasticul începe o a doua viață.

Deoarece nu există microorganisme capabile să descompună plasticul, sub influența luminii, a temperaturii, a factorilor mecanici și a reacțiilor chimice lente, gunoiul se descompune în particule din ce în ce mai mici. Acest proces chiar și pentru o sticlă banală bând apă, de exemplu, durează aproape cinci sute de ani - și nu are loc fără consecințe pentru ființele vii. O parte din toate acestea se instalează și formează „fosile” unice amestecate cu materiale plastice (de aceea arheologii numesc deja secolul nostru Epoca plasticului), dar în mare măsură este și absorbit. sub diferite forme viata, de la pasari si mamifere mari până la cel mai mic zooplancton.

Aceștia, desigur, nu înțeleg nici cu ce se confruntă: nu au avut timp să se adapteze în doar o sută de ani (istoria datează din celuloid, care a apărut în 1855). Ei confundă bucățile colorate cu alimente, se îmbolnăvesc și mor (particulele înfundă tractul digestiv, se sufocă, otrăvesc) și devin ei înșiși hrană. Zooplanctonul, de exemplu, formează baza piramidei alimentare marine, astfel încât plasticul consumat de crustaceele microscopice ajunge în stomacul nostru.

Totul ar putea fi diferit dacă, să zicem, ar exista o bacterie în natură care ar putea trăi și supraviețui cu o dietă de plastic. Cu toate acestea, până de curând aceasta a rămas o fantezie. Da, se cunosc unele forme de mucegai, da, s-au făcut unele experimente cu rezultate încurajatoare asupra microbilor, dar asta a fost tot. Și apoi zilele trecute japonezii au găsit bacteria necesară. Bun venit într-un viitor luminos!

După ce au colectat mostre de deșeuri de plastic învechite, japonezii le-au studiat în căutarea semnelor de descompunere accelerată. Și în acest mod simplu și-au făcut descoperirea lor de epocă. Bacteria, numită Ideonella sakaiensis, pare a fi o specie a microorganismului evoluată în mod natural. cunoscută științei. Produce substanțe chimice (enzime) care descompun un tip de plastic în compuși intermediari, pe care apoi îi consumă.

În comparație cu strămoșul său fantastic, I.s. pare inofensiv. În primul rând, este specializată doar în plastic PET (cunoscut în țara noastră sub numele de lavsan), care, deși foarte popular (în primul rând ca materie primă pentru ambalarea alimentelor și a apei), reprezintă doar o cincime din producția globală de plastic. În al doilea rând, este nevoie de săptămâni pentru a mânca un strat subțire de la suprafața unui produs din plastic și este mai bine să pregătiți plasticul (tratament termic) pentru a-l face fragil din punct de vedere mecanic.

Dar necazurile au început! Ideonella sakaiensis este dovada vie că natura a început să se adapteze la epoca plastică. Și există o bună speranță că ingineri genetici o va ajuta să facă acest lucru mai repede: grăbiți procesul de digestie, puneți-o pe alte materiale plastice.

Aici revenim la povestea de acum patruzeci de ani. Ceea ce autorii au observat cu exactitate atunci a fost dependența noastră de materiale plastice. Bacteriile care digeră plasticul sunt extrem de valoroase în combaterea deșeurilor de plastic – dar problema este să se arate ce este gunoi și ce nu. utile oamenilor lucruri, un mutant cu siguranță nu o va face. „Putrerea” recipientelor de apă potabilă și a ambalajelor alimentare este doar începutul. Când natura sau inginerii învață bacteriile să mănânce alte materiale plastice - ceea ce, judecând după comentariile oamenilor de știință asupra lucrărilor japoneze, pare posibil - vom avea un moment foarte greu.

Aruncă o privire în jur, chiar acum, fără a părăsi locul de muncă. Luați în considerare dependența noastră de plastic! Imunitatea „magică” la putregai, rugină, temperatură și umiditate a făcut din acesta cel mai popular material de construcție al mileniului al treilea. Plasticul este mese și scaune, carcase și izolații ale dispozitivelor electronice, medii de stocare a datelor și ambalaje, plastic peste tot, plastic în orice! Viața a găsit o cale - și am fi fericiți, dar asta probabil ne va îngreuna viața...

MOSCOVA, 11 martie - RIA Novosti. Biologii moleculari japonezi au descoperit o bacterie neobișnuită care poate „mânca” lavsan și alte tipuri de plastic și au extras din acestea enzimele responsabile de descompunerea acestor polimeri, potrivit unui articol publicat în revista Science.

În fiecare an, aproximativ 300 de milioane de tone de deșeuri din plastic ajung în gropile de gunoi ale Pământului, dintre care majoritatea nu sunt descompuse de microbii din sol și rămân aproape neatinse timp de zeci sau chiar sute de ani. Multe particule de plastic ajung în apele oceanelor lumii, unde intră în stomacul peștilor și păsărilor și adesea provoacă moartea acestora.

Kenji Miyamoto de la Universitatea Keio din Yokohama, Japonia, și colegii săi au găsit o modalitate de a elimina o mare parte din această grămadă de gunoi, studiind modul în care diferitele comunități de bacterii reacționează la prezența polietilen tereftalat (PET). Acest termoplastic, cunoscut și sub numele de lavsan, este folosit la fabricarea sticlelor de plastic, îmbrăcămintei, filmelor și a altor medii de stocare. PET-ul reprezintă o șesime din toate deșeurile de plastic de pe Pământ.

În timpul cercetării, oamenii de știință au făcut mai multe excursii în natură, unde au putut găsi și extrage peste 250 de fragmente de deșeuri de plastic, dintre care unele purtau urme de descompunere parțială. Biologii au analizat genomul bacteriilor care trăiau în sol lângă aceste particule de plastic și au încercat să identifice printre ele pe cele care se puteau hrăni cu PET. Pentru a face acest lucru, culturi microbiene au fost plantate pe filme subțiri de polimer.

Oamenii de știință au fost norocoși - au descoperit că bacteria comună a solului Ideonella sakaiensis este capabilă să trăiască cu o „dietă” 100% de lavsan și să-și descompună moleculele în apă și dioxid de carbon.

Oamenii de știință sunt interesați de modul în care această bacterie „mâncător de plastic” descompune lanțurile PET în unități individuale și le mănâncă. Pentru a răspunde la această întrebare, biologii au analizat structura ADN-ului microbian și au descoperit că doar două enzime sunt responsabile de distrugerea plasticului.

Prima - așa-numita PEPază - descompune legăturile polimerice lungi în „cărămizi” ale unei molecule de etilenglicol și acid tereftalic chiar înainte ca plasticul să intre în bacterie. A doua enzimă, hidrolaza MHET, descompune aceste unități în etilenglicol și acid tereftalic, care sunt apoi folosite de microbi în activitatea sa de viață.

Procesul de descompunere a plasticului decurge destul de lent - bacteriile au „terminat” filmul pe care oamenii de știință le-au oferit-o la doar șase săptămâni după începerea experimentului. Dar având în vedere că astfel de deșeuri de plastic „trăiesc” în gropile de gunoi timp de aproximativ 70-100 de ani, adăugarea de colonii de Ideonella sakaiensis la haldele de gunoi poate accelera semnificativ descompunerea acestora. În plus, oamenii de știință sugerează că versiunile sintetice ale enzimelor pot fi folosite pentru a recicla și distruge plasticul.

Există o mulțime de deșeuri de plastic care intră în ocean, care este un fel de marcaj sumbru al erei antropocenului. În Liniște și Oceanele Atlantice De multă vreme, au existat gropi plutitoare ale acestui gunoi, care nu sunt inferioare ca mărime față de unele țări, iar mai recent au început să apară în Arctica. În plus, unele insule nelocuite sunt îngropate sub tone de plastic.

Pot bacteriile să mănânce plastic?

În ciuda acestei situații groaznice, oamenii de știință au ajuns la concluzia că cantitatea de plastic pe care o aruncăm în fiecare an ar trebui să fie de o sută de ori mai mare decât cea care plutește în ocean. Această situație are mai multe explicații posibile, dar într-un nou studiu, oamenii de știință au ajuns la concluzia că bacteriile care trăiesc în ocean ar putea descompune deșeurile de plastic.

Această idee poate părea destul de ciudată, dar chiar anul trecut, cercetătorii au descoperit că o specie nou descoperită de bacterii poate rupe legăturile moleculare ale polietilen tereftalat (PET), una dintre cele mai comune forme de plastic. Aceste bacterii o folosesc literalmente ca sursă de hrană.

De obicei, durează 450 de ani pentru ca acest tip de plastic să se degradeze complet în mediu. Dar bacteriile îi fac față în doar șase săptămâni. Aceste informații au determinat o echipă de cercetători de la Universitatea Pompeu Fabra din Barcelona să creadă că avem aceste organisme microscopice de care să le mulțumim pentru absența plasticului în oceane.

Vești bune?

La prima vedere, veștile despre bacterii par bune pentru că vor ajuta la reducerea cantității de deșeuri de plastic care se acumulează în ocean. Acum o cantitate imensă din acest gunoi ajunge în corpurile animalelor marine, ceea ce duce la moartea acestora.

Cu toate acestea, încercați să vă imaginați ce s-ar întâmpla dacă am putea continua să aruncăm plastic în oceane fără nicio consecință. Aceasta va fi probabil undă verde pentru producători. Dacă aceste bacterii se pot răspândi pe tot globul, se vor reduce impact negativ persoană per mediu inconjurator, și aproape nimeni ar argumenta că aceasta este o idee proastă.

Explicații posibile

Deși, desigur, nu ar trebui să ne bazăm prea mult pe aceste bacterii. Este foarte posibil ca deșeurile pe care oamenii de știință le-au ratat să fie scufundate în apă și depozitate în fundul mării. Aceasta înseamnă că într-o zi ar putea reapărea, deși consecințele unui astfel de eveniment sunt greu de prezis.

Folosind modelarea matematică, oamenii de știință au concluzionat că alte procese geologice sau calcule greșite ar putea explica, de asemenea, discrepanța dintre rata globală a producției de plastic și prezența acestuia în mare.

În orice caz, omenirea continuă în prezent să arunce cantități uriașe de plastic în oceane. Deși o cantitate mică este reciclată, este puțin probabil ca acest lucru să se schimbe până când producătorii sunt de acord să o înlocuiască cu bioplastic, care se degradează rapid în orice mediu odată ce nu mai este necesar.