Biolodzy dokładnie zbadali, w jaki sposób pewne występujące w ściekach bakterie rozkładają plastik. Odkrycie może pomóc w opracowaniu nowych metod usuwania plastikowych zanieczyszczeń.

Bakterie i degradacja plastiku

Naukowcy od pewnego czasu obserwowali bakterie z rodziny Comamonadaceae żyjące i rozwijające się na plastikowych śmieciach zalegających w miejskich rzekach i ściekach. Dotychczas było wiadomo jedynie, że umieją one rozkładać plastik, ale nie był znany sposób, w jaki się to dokonuje. Teraz to się zmieniło.

W nowych badaniach naukowcy z Northwestern University wykazali, w jaki sposób bakterie radzą sobie z plastikiem. Ustalenia mogą pomóc w opracowaniu nowych strategii radzenia sobie z wszechobecnymi plastikowymi odpadami. Wyniki oraz opis ich badań ukazał się na łamach pisma „Environmental Science & Technology”.

Nowe badanie bazuje na wcześniejszych pracach zespołu z Northwestern University, kierowanego przez Ludmille Aristilde, które ujawniły mechanizmy umożliwiające bakteriom Comamonas testosteri z rodziny Comamonadaceae metabolizowanie prostych węgli z rozkładających się roślin i obecnych też w tworzywach sztucznych. W nowych pracach naukowcy ponownie przyjrzeli się tym bakteriom. Wydaje się, że bakterie te dobrze prosperują na Politereftalanie etylenu, czyli popularnym plastiku określanym jako PET. Jest on powszechnie stosowany w opakowaniach na żywność, na przykład w butelkach oraz trudny do zrecyklingowania. Co więcej stanowi on 12% całkowitego globalnego zużycia plastiku. W ściekach odpowiada za nawet 50% powstającego mikroplastiku.

Uczeni najpierw wyizolowali bakterie ze ścieków i zaczęli je hodować w laboratorium na foliach i kawałkach PET, a następnie użyli zaawansowanej mikroskopii, aby podglądać, co robią bakterie i jak zmienia się powierzchnia plastiku, na której żyją. W dalszej kolejności zbadali wodę wokół bakterii, szukając dowodów na rozpad plastiku na mniejsze kawałki wielkości nanoplastiku. Zajrzeli też do wnętrza bakterii, aby zlokalizować narzędzia, których te używały do degradacji PET. 

Okazało się, że bakterie w pierwszej kolejności rozdrabniają tworzywa na cząstki nanoplastiku, a następnie wydzielają enzymy, które rozkładają plastik na chemiczne cząsteczki wykorzystywane następnie jako źródło węgla.

Zobacz też: Gdzie znika plastik, który trafia do oceanów? Odpowiedź może Cię zaskoczyć

Bakterie nową formą recyklingu?

Badacze podkreślają, że odkrycie to otwiera nowe możliwości w opracowaniu rozwiązań, które mogą pomóc w usuwaniu trudnych do zlikwidowania plastikowych odpadów. Na przykład mikroplastik, który zanieczyszcza praktycznie całe środowisko naturalne i otoczenie człowieka.

– Po raz pierwszy wykazaliśmy, że bakteria ściekowa może pobrać plastikowy materiał, rozłożyć go, pofragmentować, rozbić i wykorzystać jako źródło węgla – opowiada kierująca badaniem profesor, Ludmilla Aristilde. – To niesamowite, że bakteria potrafi przeprowadzić cały ten proces, a my zidentyfikowaliśmy kluczowy enzym odpowiedzialny za rozkład plastików. Proces ten może zostać zoptymalizowany i wykorzystany w pozbywaniu się plastiku ze środowiska.

Zdaniem naukowców, nowa wiedza może również pomóc ludziom lepiej zrozumieć, jak w ogóle tworzywa sztuczne ewoluują w ściekach.

– Ścieki są ogromnym zbiornikiem mikroplastików i nanoplastików – podkreśla profesor Aristilde. – Większość ludzi sądzi, że nanoplastiki trafiają do oczyszczalni ścieków jako nanoplastiki. Ale my pokazujemy, że mogą one powstawać podczas oczyszczania ścieków, za sprawą aktywności mikrobiologicznej. To coś, na co musimy zwrócić uwagę, ponieważ nasze społeczeństwo stara się zrozumieć zachowanie tworzyw sztucznych w całej ich podróży od ścieków do rzek i jezior.

Czytaj też: Nowo odkryty grzyb zdolny do degradacji plastiku

Źródło: dzienniknaukowy.pl, scienceinpoland.pap.pl

Fot.: Canva (frentusha/Getty Images, Sami Sert/Getty Images Signature)

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.