توصل باحثون في حديقة RBG Kew إلى اكتشافٍ مهمٍّ باستخدام الفطريات الآكلة للبلاستيك في البلاستيسفير الصناعي، والذي قد يُسهم في معالجة النفايات العالمية عن طريق تحليل التلوث البلاستيكي. واكتشف الفريق البحثي الدولي 184 سلالة فطرية و55 سلالة بكتيرية قادرة على تحليل بولي كابرولاكتون (PCL).
تُبرز هذه الدراسة وجود غلاف أرضي من البلاستيك في بيئة بيئية من صنع الإنسان. أظهرت بكتيريا من جنسَي جونزيا وستربتوميسس قدرةً عاليةً على تحلل البوليمرات القائمة على البترول. في إطار حملة #التغلب_على_التلوث_البلاستيكي، جاء هذا البحث في الوقت المناسب، أي قبل يوم البيئة العالمي 2023.
الباحثون في الحدائق النباتية الملكية كيو نشرت دراسة جديدة ذكرت أنهم حددوا ميكروبيومًا مختلفًا من الفطريات والبكتيريا آكلة البلاستيك في المستنقعات المالحة الساحلية في جيانغسو في الصين.
وقد أحصى هذا الفريق العلمي الدولي 184 سلالة فطرية و 55 سلالة بكتيرية والتي حسب زعمهم كانت قادرة على الانهيار بوليكابرولاكتون (PCL). هذا بوليستر قابل للتحلل الحيوي، ويُستخدم عادةً في إنتاج أنواع مختلفة من البولي يوريثان. السلالات البكتيرية التي لديها القدرة على تحلل بوليمرات أخرى مشتقة من البترول تنتمي إلى جنسَي جونزيا وستربتوميسز.
وصل هذا البحث عن الفطريات التي تأكل البلاستيك في البلاستيسفير قبل 5 يونيو 2023، وهو اليوم العالمي للبيئة 2023. موضوع هذا الحدث هو إيجاد حلول ممكنة لحل أزمة النفايات البلاستيكية في ظل # تغلب على التلوث البلاستيكي حملة.
قائد أبحاث أول في التنوع الفطري والتصنيف في RBG Kew، الدكتورة إيرينا دروزينينا يقول: "يشعر علماء الأحياء الدقيقة في جميع المجالات بالمسؤولية عن إيجاد حلول لمعالجة النفايات البلاستيكية بطريقة صديقة للبيئة لأن البكتيريا والفطريات ستكون الكائنات الحية الأولى التي تتعلم كيفية التعامل مع هذه المادة الجديدة.
لا شك لدينا في أن الميكروبات ستتوصل إلى طرق فعالة لتحلل البلاستيك، لكن هذا قد يستغرق آلاف السنين إذا تركنا الطبيعة تأخذ مجراها. ولذلك، فإن مهمتنا هي الاستفادة من المعرفة التي نمتلكها بالفعل في علم الأحياء الميكروبية، لتسريع وتوجيه تطور الميكروبات وجيناتها الفردية للقيام بهذه المهمة الآن.
من بين العينات، تم تحديد 14 جنسًا من الفطريات لهذا الغرض، بما في ذلك مُمرضات النبات الفيوزاريوم والنيوكوزموسبورا. تُلحق هذه الفطريات الضرر بالنبات الذي تستمد منه العناصر الغذائية، مما دفع الباحثين إلى استنتاج أن هذه الفطريات... قد تكون الفطريات خيارًا أفضل لتحلل بلاستيك PCL إلى جانب بوليمرات صناعية أخرى. كما يُشار إلى أنها قد تكون أكثر فائدة لـ معالجة النفايات العالمية من الفطريات المتحللة.
إلى جانب العينات المأخوذة من دافنغ، تعرّف فريق البحث على جنسين آخرين من البكتيريا Streptomyces والجنس المُكتشف حديثًا Jonesia. ووفقًا لهم، تُعدّ هذه الأنواع أيضًا من بين المرشحين الواعدين لأبحاث تحلل البلاستيك. ويعود ذلك إلى أن نوع Jonesia المُقارن بـ Quinghaiensis سيطر على 2 سلالة بكتيرية أُخذت في العينة.
تُعد حدائق كيو النباتية الملكية موطنًا لواحدة من أقدم وأكبر حدائق الفطريات في العالم، حيث تضم أكثر من 1.25 مليون عينة. ومع ذلك، مملكة الفطريات يُعدّ أحد أكبر ألغاز العالم الطبيعي التي يحاول الباحثون حلها. لا تزال هناك ملايين الأنواع التي لم تُكتشف بعد.
ويعتقد العلماء أن هذه الأنواع غير المكتشفة يمكن أن تكون مصدرًا جديدًا محتملًا للأدوية والغذاء وغيرها من المركبات المفيدة.
ويضيف الدكتور دروزينينا إلى ذلك: "إن المكانة البيئية المتميزة لمستنقعات دافنغ المالحة هي السبب بالتحديد وراء اختيارنا للتحقيق في المجتمعات الميكروبية الموجودة في النفايات البلاستيكية هناك، وحتى الآن، أثبتت نتائجنا أنها مثيرة وواعدة."
وفي هذا السياق، يقول الدكتور فينج كاي من جامعة شنتشن في الصين: أكثر ما يلفت انتباهي هو القوة الهائلة للتنوع الميكروبي، خاصةً إذا ما أخذنا في الاعتبار صعوبة اكتشافه؛ فهو مجهري الحجم، وسريّ بطبيعته، وبسيط المظهر. ومع ذلك، عندما نغير منظورنا وننظر إليه من خلال عدسة الكيمياء الحيوية، نكتشف تعقيدًا هائلًا ينتظرنا لاستكشافه.
من المبهج حقًا أن ندرك أننا لم نكتشف سوى القليل، وأننا اكتشفنا بالفعل ثروةً من الموارد الواعدة التي قد تُسهم في تطوير تقنيات المستقبل. هذا الإدراك يُغمرني برضا لا يُصدق، إذ أعلم أن هناك العديد من الاكتشافات التي لا تزال تنتظرنا، وأن عملنا قد يُسهم في تحقيق تقدم كبير في هذا المجال.
في مايو 2021، تم أخذ عينات من هذه الفطريات آكلة البلاستيك من دافنغ في شرق الصين، وهي اليونسكو موقع محمي بالقرب من ساحل البحر الأصفر. بما أن الأبحاث السابقة ركزت بشكل رئيسي على النظم البيئية البحرية، فإن مصطلح "البلاستيسفير الأرضي" جديد نسبيًا في علم البيئة الأرضية. أشارت العينات إلى وجود بلاستيسفير أرضيوكشفت أبحاث أخرى أن الميكروبيوم في هذه "البيئة البيئية التي صنعها الإنسان" من القمامة البلاستيكية الساحلية يختلف عن التربة في المناطق المجاورة.
اقرأ أيضا: تعرف على البكتيريا التي يمكنها إنقاذ الكوكب من مشكلة البلاستيك المتنامية
يُجري العلماء أبحاثًا على الكائنات الدقيقة كالبكتيريا والفطريات لمعالجة التلوث البلاستيكي المتزايد. ووفقًا لـ برنامج الأمم المتحدة للبيئة وفقًا لبرنامج الأمم المتحدة للبيئة، يُنتج سنويًا حوالي 400 مليون طن من النفايات البلاستيكية، وقد ازدادت هذه الكمية بشكل كبير منذ سبعينيات القرن الماضي. ومع ذلك، يعلق الباحثون آمالًا كبيرة على إيجاد حل لهذه المشكلة في البلاستيسفير.
أشارت أبحاث سابقة إلى قدرة الكائنات الدقيقة على تحلل النفايات البلاستيكية، على غرار الفطريات الآكلة للبلاستيك في البلاستيسفير. كما حددت دراسة أجريت عام ٢٠١٧ في الصين وباكستان سلالة من فطريات Aspergillus tubingensis، كانت تُحلل البلاستيك بالفعل في مكب نفايات بإسلام آباد، باكستان.
حتى الآن، عُثر على حوالي 436 نوعًا من الفطريات والبكتيريا، ويعتقد علماء كيو أن نتائجهم الأخيرة قد تُسهم في تطوير هذا البحث. ويهدفون إلى تطوير إنزيمات فعّالة مُصممة بيولوجيًا لتحليل النفايات البلاستيكية.
المصدر آر بي جي كيو
