Forscher der RBG Kew haben eine bedeutende Entdeckung gemacht: Plastikfressende Pilze in künstlich geschaffenen Plastisphären könnten helfen, den globalen Müll zu bekämpfen, indem sie Plastikverschmutzung zersetzen. Das internationale Forscherteam entdeckte 184 Pilz- und 55 Bakterienstämme, die Polycaprolacton (PCL) zersetzen können.
Diese Studie belegt die Existenz einer terrestrischen Plastisphäre in einer vom Menschen geschaffenen ökologischen Nische. Bakterien der Gattungen Jonesia und Streptomyces zeigten ein hohes Potenzial für den Abbau erdölbasierter Polymere. Im Rahmen der Kampagne #BeatPlasticPollution kam diese Forschung genau zum richtigen Zeitpunkt, kurz vor dem Weltumwelttag 2023.
Forscher der Royal Botanical Gardens Kew veröffentlichten eine neue Studie, in der sie erwähnen, dass sie in den Küstensalzmarschen von Jiangsu in China ein anderes Mikrobiom von plastikfressenden Pilzen und Bakterien identifiziert haben.
Ein internationales Wissenschaftlerteam zählte 184 Pilz- und 55 Bakterienstämme , die ihrer Aussage nach Polycaprolacton (PCL) abbauen können. PCL ist ein biologisch abbaubarer Polyester, der häufig zur Herstellung verschiedener Polyurethane verwendet wird. Bakterienstämme der Gattungen Jonesia und Streptomyces besitzen das Potenzial, weitere erdölbasierte Polymere abzubauen.
Diese Forschungsergebnisse über plastikfressende Pilze in der Plastisphäre wurden im Vorfeld des 5. Juni 2023, dem Weltumwelttag 2023, veröffentlicht. Das Thema dieser Veranstaltung ist die Suche nach möglichen Lösungen für die Plastikmüllkrise im Rahmen der Kampagne #BeatPlasticPollution .
Dr. Irina Druzhinina, leitende Forscherin im Bereich Pilzdiversität und Systematik bei RBG Kew, sagt: „Mikrobiologen aller Fachrichtungen fühlen sich verantwortlich für die Suche nach Lösungen für eine umweltfreundliche Behandlung von Plastikmüll, da Bakterien und Pilze die ersten Organismen sein werden, die lernen, mit diesem neuen Material umzugehen.“
Wir sind überzeugt, dass Mikroben Wege finden werden, Plastik effektiv abzubauen. Doch wenn wir der Natur ihren Lauf lassen, kann dies Tausende von Jahren dauern. Deshalb ist es unsere Aufgabe, unser vorhandenes Wissen über die mikrobielle Biologie zu nutzen, um die Evolution von Mikroben und ihren individuellen Genen zu beschleunigen und so zu steuern, dass sie diese Aufgabe jetzt erfüllen können.“
Unter den Proben wurden 14 Pilzgattungen identifiziert, darunter die pflanzenpathogenen Pilze Fusarium und Neocosmospora. Da diese Pilze die Pflanzen schädigen, von denen sie Nährstoffe beziehen, schlussfolgerten die Forscher, dass sie sich besser für den Abbau von PCL-Kunststoffen und anderen synthetischen Polymeren eignen könnten . Es deutet auch darauf hin, dass sie im Kampf gegen globale Abfälle nützlicher sein könnten als saprophytische Pilze.
Neben den Proben aus Dafeng entdeckte das Forschungsteam zwei weitere Bakteriengattungen: Streptomyces und die kürzlich entdeckte Gattung Jonesia. Diese zählen laut dem Team ebenfalls zu den vielversprechendsten Kandidaten für die Erforschung des Plastikabbaus. Dies liegt daran, dass die Art Jonesia cf. Quinghaiensis unter den 2 untersuchten Bakterienstämmen dominierte.
Die Royal Botanic Gardens Kew beherbergen eines der ältesten und größten Pilzarchive der Welt mit über 1.25 Millionen Exemplaren. Dennoch zählt das Pilzreich zu den größten Rätseln der Natur, die Forscher zu lösen versuchen. Bis heute sind noch immer mehrere Millionen Arten unentdeckt.
Wissenschaftler sind überzeugt, dass diese unentdeckten Arten eine potenzielle neue Quelle für Medikamente, Nahrungsmittel und andere nützliche Verbindungen sein könnten.
Dr. Druzhinina ergänzt: „Die ökologische Nische der Dafeng-Salzmarschen ist genau der Grund, warum wir uns entschieden haben, die in den dortigen Plastikabfällen vorhandenen mikrobiellen Gemeinschaften zu untersuchen, und unsere bisherigen Ergebnisse haben sich als sowohl aufregend als auch vielversprechend erwiesen.“
Dr. Feng Cai von der Universität Shenzhen in China erklärt dazu: „Was mich am meisten beeindruckt, ist die schiere Vielfalt der Mikroorganismen, insbesondere wenn man bedenkt, wie schwierig es ist, sie nachzuweisen. Sie sind mikroskopisch klein, leben unauffällig und sehen unscheinbar aus. Doch wenn wir unsere Perspektive ändern und sie biochemisch betrachten, eröffnet sich uns eine immense Komplexität, die darauf wartet, erforscht zu werden.“
Es ist wirklich aufregend zu erkennen, dass wir gerade erst an der Oberfläche gekratzt haben und bereits eine Fülle potenziell vielversprechender Ressourcen für zukünftige Technologien entdeckt haben. Diese Erkenntnis erfüllt mich mit unglaublicher Zufriedenheit, da ich weiß, dass noch zahlreiche Entdeckungen zu machen sind und unsere Arbeit möglicherweise zu bedeutenden Fortschritten auf diesem Gebiet führen kann.“
Im Mai 2021 wurden in Dafeng in Ostchina, einem UNESCO- Schutzgebiet nahe der Küste des Gelben Meeres, Proben dieser plastikfressenden Pilze entnommen. Da sich frühere Forschungen hauptsächlich auf marine Ökosysteme konzentrierten, ist der Begriff „terrestrische Plastisphäre“ in der terrestrischen Ökologie relativ neu. Die Probenahme wies auf die Existenz einer solchen terrestrischen Plastisphäre hin . Weiterführende Untersuchungen zeigten, dass sich das Mikrobiom dieser „künstlichen ökologischen Nische“ aus Küstenplastikmüll von dem des umliegenden Bodens unterscheidet.
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Wissenschaftler erforschen Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze, um die zunehmende Plastikverschmutzung zu bekämpfen. Laut dem Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) fallen jährlich rund 400 Millionen Tonnen Plastikmüll an – eine Menge, die seit den 1970er Jahren enorm zugenommen hat. Forscher setzen nun große Hoffnungen in die Erforschung der Plastiksphäre, um eine Lösung für dieses Problem zu finden.
Frühere Forschungen haben bereits das Potenzial von Mikroorganismen aufgezeigt, Plastikmüll ähnlich wie plastikfressende Pilze in der Plastisphäre abzubauen. Eine Studie aus dem Jahr 2017, die China und Pakistan umfasste, identifizierte zudem einen Pilzstamm namens Aspergillus tubingensis, der bereits auf einer Mülldeponie im pakistanischen Islamabad Kunststoffe zersetzte.
Bisher wurden rund 436 solcher Pilz- und Bakterienarten entdeckt, und Wissenschaftler aus Kew glauben, dass ihre neuesten Erkenntnisse die Forschung voranbringen könnten. Ihr Ziel ist es, effiziente Enzyme zu entwickeln, die Plastikmüll biologisch abbauen.
Quelle: RBG Kew
