Герої та лиходії

Мучний черв’як, амазонський гриб та бактерія демонструють свою здатність харчуватися синтетичними продуктами в лабораторії

Борошняні черви їдять пінополістирол

грибки

найкращий спосіб уникати забруднення пластиком є управляти належним чином відходи і уникайте своїх розлив в природнє середовище. Але що, якщо ми, крім того, що не забруднились, нам вдалося домогтися самої природи, яка допоможе нам усунути залишки пластикових матеріалів, які були накопичуються на звалищах, моря, річки та гори?

Робота не є простою, оскільки практично всі пластмаси, які ми використовуємо, є синтетичними продуктами (створеними штучно) і не містять загальних поживних речовин у харчуванні живих істот. Але є певна надія, що вони можуть змусити нас думати про майбутні заводи з переробки відходів, на яких бактерії, гриби та черви поглинають пластмаси та перетворюють залишки у біологічно розкладаються речовини.

Це зовсім не наукова фантастика, приклади цього типу біоремедіації вже були відкриті вченими; хоча також вірно, що його промислове застосування все ще здається далеко.

Природний засіб, захований в Амазонці

Перший із цих прикладів бере свій початок з Амазонки. У вересні 2011 року, після трьох років досліджень, близько двадцяти дослідників з університетів Єльського (США) та Сан-Антоніо Абад дель Куско (Перу) опублікували в журналі Прикладна та екологічна мікробіологія стаття, в якій вони пояснили результати різних експериментів з культивуванням грибів на підкладках з пластичним поліуретаном (PUR).

Гриби "P.microspora" продемонстрували свою здатність розкладати поліуретан у твердих і рідких суспензіях "

Деякі з грибів, випробуваних цією командою на чолі з професором Скоттом Стробелем, "продемонстрували свою здатність розкладати поліуретан у твердих і рідких суспензіях", автори зазначили в рефераті своєї публікації.

Найбільш обнадійливі результати відповідали Песталотіопсіс мікроспора, ендофітний гриб (який мешкає всередині овочів), який буквально здатний харчуватися пластиком навіть у середовищах, що не містять кисню (таких, як на деяких звалищах). Автори проаналізували цей гриб, виявлений в 2008 році в національному парку Ясуні (Еквадор), та визначили фермент із сімейства серинових гідролаз відповідальним за деградацію поліуретану.

Чашка Петрі з культурою 'Pestalotiopsis microspora' | WP

Як пояснили автори дослідження, перші ознаки ненаситності P.microspora їх попередив один із студентів Єльського університету, який брав участь в експедиції до Ясуні. Очевидно, деякі чашки Петрі, в яких культивували ці гриби, погіршились, спочатку не з'ясувавши причини. Пізніше вони дійшли висновку, що грибок поїдає пластикову пластинку, в якій зберігалися зразки, зібрані в Амазонці.

В останні роки різні наукові групи дотримувались цього напряму досліджень, але на даний момент немає відомих результатів, які б свідчили про негайне застосування P. microspora як засіб для знезараження пластикових відходів у промислових масштабах.

Бактерія, з якою легко працювати

Професор Віктор де Лоренцо, директор департаменту системної біології Національного центру біотехнологій (CNB, що базується в Мадриді), бере участь в черговому напрямі досліджень можливих природних рішень проблеми пластикових відходів.

У цьому випадку головним героєм є бактерії Pseudomonas putida, мікроорганізм, здатний розкладати такі продукти, як толуол або стирол, і може бути використаний для перетворення деяких видів пластмас у біологічно розкладаються пластмаси.

Професор Де Лоренцо пояснив у вересні минулого року в Барселоні - де він брав участь у науковому форумі B-Debate, організованому Biocat та Obra Social La Caixa - що його команда працює разом з іншими європейськими інститутами в модифікації P. putida так що він здатний атакувати пластмаси, такі як ПЕТ (поліетилентерефталат), розщеплювати його і перетворювати на біологічно розкладаються продукти.

Пластикові відходи, накопичені в морі | WP

"Найближчим часом я хотів би мати можливість поїхати на полігон для сміття, засіяти його культурою бактерій, і щоб через рік ми могли перевірити, що пластмаси зникли або стали продуктами, які не представляють небезпеки для довкілля », - пояснив професор Де Лоренцо.

Пропозиція Віктора де Лоренцо аж ніяк не надумана. У червні 2014 року п'ять дослідників з Індії опублікували в Журнал удосконаленої ботаніки і зоології дослідження, в якому вони стверджували, що проводили польові експерименти, в яких їм вдалося створити бактерії Pseudomonas putida Деградує - лише за місяць - 75,3% поліетиленового пакета та відходів пляшок піддаються обробці.

Личинка без проблем з дієтою

Ближче до часу, останній та дивовижний експеримент з природного розкладання пластмас має головним агентом помилку, яку ми зазвичай знаємо як борошнистий черв’як, а насправді це личинка жука. Тенебріо молітор.

Технічна схема перетравлення полістиролу борошняними черв'яками | Екологічна наука та технологія

У вересні минулого року команда під керівництвом вчених з університетів Стенфорда (США) та Бейхана (Китай) опублікувала результати експериментів, заснованих на годівлі личинок цього жука раціоном з екструдованого полістиролу (XPS або пінополістиролу, дуже поширеного виду пластику як ізоляція в будівлях та захист в упаковці).

Дослідники поклали сотню черв'яків у коробку з цим видом пінополістиролу та стільки ж у коробку з традиційним харчуванням (різноманітна органічна речовина), згідно з науковою статтею, опублікованою в журналі Environmental Science and Technology.

Наші результати відкривають нові двері для вирішення глобальної проблеми забруднення пластиком "

Черви з першої групи їли від 34 до 39 міліграмів пластику на день, перетворюючи половину полістиролу в вуглекислий газ, як це робили хробаки на органічній дієті. Частина проглоченого пластику виводилася черв’яками у вигляді біодеградованих фрагментів, подібних до типових чорних гранул цього виду (корисно, наприклад, для отримання компосту для садівництва).

Вчені виявили, що шлунок цих личинок містить ферменти, здатні розкладати полістирол без того, щоб цей синтетичний продукт викликав проблеми зі здоров'ям.

"Наші результати, здається, відкривають нові двері для вирішення глобальної проблеми забруднення пластиком", - пояснив професор Вей-Мін Ву, один з авторів дослідження.

Довідкові наукові статті:

Біодеградація поліефірного поліуретану ендофітними грибами. Джонатан Р. Рассел та ін. Прикладна та екологічна мікробіологія. Вересень 2011 вип. 77 ні. 17 6076-6084.

Біодеградація пластмас Pseudomonas putida, виділених із зразків садового ґрунту. Ponniah Saminathan та ін. Журнал перспективної ботаніки і зоології. 17 червня 2014 р.