Герои и злодеи

Червеят, амазонски гъби и бактерия показват способността си да ядат синтетични продукти в лабораторията

Mealworms яде стиропор

червеи

най-добрият начин да да се избегне на замърсяване с пластмаса е управлявам правилно отпадъци и избягвайте вашите разлив в естествена среда. Но какво, ако освен че не се замърсихме, успяхме да накараме самата природа да ни помогне да премахнем останките от пластмасови материали, които бяха натрупват се в депа, морета, реки и планини?

Работата не е лесна, защото практически всички пластмаси, които използваме, са синтетични продукти (създадени изкуствено) и не съдържат общи хранителни вещества в диетата на живите същества. Но има известна надежда, че те могат да ни накарат да мислим за бъдещи инсталации за третиране на отпадъци, в които бактериите, гъбите и червеите поглъщат пластмасите и превръщат останките в биоразградима материя.

Това изобщо не е научна фантастика, примери за този вид биоремедиация вече са открити от учените; въпреки че е вярно също така, че промишленото му приложение все още изглежда далеч.

Естествено лекарство, скрито в Амазонка

Първият от тези примери води началото си от Амазонка. През септември 2011 г., след три години изследвания, около двадесет изследователи от университетите в Йейл (САЩ) и Сан Антонио Абад дел Куско (Перу) публикуваха в списанието Приложна и екологична микробиология статия, в която те обясняват резултатите от различни експерименти с култивиране на гъбички върху субстрати с пластмасов полиуретан (PUR).

Гъбичките "P.microspora" демонстрираха способността си да разграждат полиуретана в твърди и течни суспензии "

Няколко от гъбите, тествани от този екип, ръководен от професор Скот Стробел, „демонстрираха способността си да разграждат полиуретана в твърди и течни суспензии“, посочват авторите в резюмето на публикацията си.

Най-обнадеждаващите резултати съответстваха на Песталотиопсис микроспора, ендофитна гъба (която живее в зеленчуците), която буквално е в състояние да се храни с пластмаса, дори в среда без кислород (каквато може да се намери в някои депа). Авторите са анализирали тази гъба, открита през 2008 г. в националния парк Ясуни (Еквадор), и са идентифицирали ензим от семейството на серин хидролаза като отговорен за разграждането на полиуретана.

Паничка на Петри с култура на „Pestalotiopsis microspora“ | WP

Както обясниха авторите на изследването, първите индикации за ненаситността на P.microspora те бяха предупредени от един от студентите от Йейл, участвали в експедицията до Ясуни. Очевидно някои от чашките на Петри, в които се отглеждат тези гъби, са се влошили, без първо да се знае причината. По-късно те заключиха, че гъбата яде пластмасовата плоча, в която се съхраняват пробите, събрани в Амазонка.

През последните години различни научни екипи следват тази линия на изследване, но към момента няма известни резултати, които да предполагат незабавно прилагане на P. microspora като обеззаразяващо средство за пластмасови отпадъци в промишлен мащаб.

Бактерия, с която е лесно да се борави

Професор Виктор де Лоренцо, директор на отдела за системна биология в Националния център по биотехнологии (CNB, със седалище в Мадрид), участва в друг от направленията за изследване на възможните природни решения на проблема с пластмасовите отпадъци.

В този случай главният герой са бактериите Pseudomonas putida, микроорганизъм, способен да разгражда продукти като толуен или стирен и може да се използва за трансформиране на някои видове пластмаси в биоразградими пластмаси.

Професор Де Лоренцо обясни миналия септември в Барселона - където участва в научния форум B-Debate, организиран от Biocat и Obra Social La Caixa, - че неговият екип работи съвместно с други европейски институти в модификацията на P. putida така че да е в състояние да атакува пластмаси като PET (полиетилен терефталат), за да го разгради и трансформира в биоразградими продукти.

Пластмасови отпадъци, натрупани в морето | WP

„Това, което бих искал в близко бъдеще, е да можем да отидем на пластмасово сметище, да го инокулираме с култура на бактерии и че след една година можем да проверим дали пластмасите са изчезнали или са се превърнали в продукти, които не представляват опасност за околната среда ”, обясни професор Де Лоренцо.

Предложението на Виктор де Лоренцо в никакъв случай не е надуто. През юни 2014 г. петима изследователи от Индия публикуваха в Вестник за напреднала ботаника и зоология проучване, в което те твърдят, че са провели полеви експерименти, в които са успели да направят бактерии Pseudomonas putida разграждат се - само за един месец - 75,3% от отпадъците от пластмасови торбички и бутилки, подложени на третиране.

Ларва без проблеми с диетата

По-близо до времето, най-новият и изненадващ експеримент в естествената деградация на пластмасите има за основен агент бъг, който обикновено познаваме като брашнен червей, който всъщност е ларвата на бръмбара. Тенебрио молитор.

Техническа схема за смилане на полистирол от брашнести червеи | Наука и технологии за околната среда

Екип, ръководен от учени от университетите в Станфорд (САЩ) и Бейханг (Китай), публикува миналия септември резултатите от експерименти, базирани на хранене на ларви на този бръмбар с диета от екструдиран полистирол (XPS или стиропор, много разпространен вид пластмаса като изолация в сгради и протектор в опаковки).

Изследователите поставят сто червея в кутия с този тип стиропор и още толкова в кутия с традиционна диета (разнообразна органична материя), според научната статия, публикувана в списанието Environmental Science and Technology.

Нашите резултати изглежда отварят нова врата за решаване на глобалния проблем със замърсяването с пластмаса "

Червеите от първата група ядат между 34 и 39 милиграма пластмаса на ден, превръщайки половината полистирол във въглероден диоксид, както и червеите на органична диета. Част от погълнатата пластмаса е била отделена от червеите като биоразградени фрагменти, подобни на типичните черни пелети при този вид (полезно например за производство на компост за градинарство).

Учените установиха, че стомахът на тези ларви съдържа ензими, способни да разграждат полистирола, без този синтетичен продукт да причинява здравословни проблеми.

„Нашите резултати изглежда отварят нова врата за решаване на глобалния проблем със замърсяването с пластмаса“, обясни професор Уей-Мин Ву, един от авторите на изследването.

Референтни научни статии:

Биоразграждане на полиестерния полиуретан чрез ендофитни гъби. Джонатан Р. Ръсел и др. Приложна и екологична микробиология. Септември 2011 г. кн. 77 бр. 17 6076-6084.

Биоразграждане на пластмаси от Pseudomonas putida, изолирани от проби от градинска почва. Ponniah Saminathan и др. Вестник за напреднала ботаника и зоология. 17 юни 2014 г.