Onderzoekers van RBG Kew deden een belangrijke ontdekking met plastic-etende schimmels in door de mens gemaakte plastisfeer die kunnen helpen bij het aanpakken van wereldwijd afval door plasticvervuiling af te breken. Het internationale team van onderzoekers ontdekte 184 schimmel- en 55 bacteriestammen die polycaprolacton (PCL) kunnen afbreken.
Deze studie brengt het bestaan van een terrestrische plastisfeer in een door de mens gemaakte ecologische niche naar voren. Bacteriën van de genera Jonesia en Streptomyces toonden een hoog potentieel in het afbreken van op petroleum gebaseerde polymeren. Onder de campagne #BeatPlasticPollution kwam dit onderzoek op het juiste moment, namelijk vlak voor Wereldmilieudag 2023.
Onderzoekers van de Royal Botanical Gardens Kew hebben een nieuwe studie gepubliceerd waarin ze vermelden dat ze een ander microbioom van plastic-etende schimmels en bacteriën hebben geïdentificeerd in de zoutmoerassen langs de kust van Jiangsu in China.
Dit internationale team van wetenschappers telde 184 schimmelstammen en 55 bacteriestammen die volgens hen in staat waren polycaprolacton (PCL) af te breken. Dit is een biologisch afbreekbaar polyester dat veelvuldig wordt gebruikt bij de productie van verschillende polyurethanen. Bacteriestammen die potentieel ook andere op aardolie gebaseerde polymeren kunnen afbreken, behoorden tot de geslachten Jonesia en Streptomyces.
Dit onderzoek naar plasticetende schimmels in de plastisfeer verscheen vlak voor 5 juni 2023, Wereldmilieudag 2023. Het thema van deze dag was het vinden van mogelijke oplossingen voor de plastic afvalcrisis in het kader van de campagne #BeatPlasticPollution .
Dr. Irina Druzhinina, senior onderzoeksleider op het gebied van schimmeldiversiteit en -systematiek bij RBG Kew, zegt: "Microbiologen voelen zich over de hele linie verantwoordelijk voor het vinden van oplossingen voor de ecologisch verantwoorde verwerking van plastic afval, omdat bacteriën en schimmels de eerste organismen zullen zijn die leren hoe ze met dit nieuwe materiaal moeten omgaan."
We twijfelen er niet aan dat microben manieren zullen vinden om plastic effectief af te breken, maar dit kan duizenden jaren duren als we de natuur haar gang laten gaan. Daarom is het onze taak om de kennis die we al hebben over microbiële biologie te gebruiken, om de evolutie van microben en hun individuele genen te versnellen en te sturen om de klus nu te klaren.”
Onder de onderzochte monsters werden 14 schimmelgeslachten geïdentificeerd, waaronder de plantpathogenen Fusarium en Neocosmospora. Deze schimmels beschadigen de plant waaraan ze voedingsstoffen onttrekken, waardoor onderzoekers concludeerden dat deze schimmels een betere keuze zouden kunnen zijn voor de afbraak van PCL-plastic en andere synthetische polymeren. Het onderzoek suggereert bovendien dat ze mogelijk nuttiger zijn voor de aanpak van wereldwijd afval dan saprotrofe schimmels.
Naast de monsters afkomstig van Dafeng, herkende het onderzoeksteam 2 andere genera van bacteriën, Streptomyces en het onlangs ontdekte genus Jonesia. Volgens hen behoren ze ook tot de veelbelovende kandidaten voor onderzoek naar plasticdegradatie. Dit komt doordat de soort Jonesia cf. Quinghaiensis de 55 bemonsterde bacteriestammen domineerde.
De Royal Botanical Gardens Kew herbergt een van 's werelds oudste en grootste fungaria met meer dan 1.25 miljoen exemplaren. Toch blijft het schimmelrijk een van de grootste mysteries van de natuur, die onderzoekers nog steeds proberen te ontrafelen. Er zijn nog steeds miljoenen soorten die tot op heden niet ontdekt zijn.
Wetenschappers zijn positief over het feit dat deze nog niet ontdekte soorten een potentiële nieuwe bron van medicijnen, voedsel en andere nuttige stoffen kunnen zijn.
Dr. Druzhinina vult hieraan toe: "De ecologische niche van de zoutmoerassen van Dafeng is precies de reden waarom we ervoor kozen om de microbiële gemeenschappen in het plastic afval daar te onderzoeken, en tot nu toe zijn onze bevindingen zowel opwindend als veelbelovend gebleken."
In dit verband zegt dr. Feng Cai van de Universiteit van Shenzhen in China: "Wat mij het meest opvalt, is de enorme kracht van de microbiële diversiteit, vooral als je bedenkt hoe moeilijk het is om ze te detecteren; ze zijn microscopisch klein, geheimzinnig van aard en eenvoudig van uiterlijk. Maar wanneer we ons perspectief veranderen en ze door een biochemische lens bekijken, krijgen we toegang tot een overvloed aan complexiteit die wacht om door ons ontdekt te worden."
Het is echt opwindend om te beseffen dat we nog maar aan het begin staan en al een schat aan potentieel veelbelovende bronnen voor toekomstige technologieën hebben ontdekt. Deze realisatie vervult mij met een ongelooflijk gevoel van voldoening, wetende dat er nog talloze ontdekkingen moeten worden gedaan en dat ons werk potentieel kan leiden tot significante vooruitgang op dit gebied.”
In mei 2021 werden deze plasticetende schimmels verzameld in Dafeng in Oost-China, een door UNESCO beschermd gebied nabij de kust van de Gele Zee. Omdat eerder onderzoek zich voornamelijk richtte op mariene ecosystemen, is de term 'terrestrische plastisfeer' relatief nieuw in de terrestrische ecologie. De bemonstering wees op het bestaan van een terrestrische plastisfeer . Verder onderzoek toonde aan dat het microbioom van deze "door de mens gecreëerde ecologische niche" van plastic afval aan de kust verschilde van dat van de bodem in de omgeving.
Wetenschappers onderzoeken micro-organismen zoals bacteriën en schimmels om de toenemende plasticvervuiling aan te pakken. Volgens het Milieuprogramma van de Verenigde Naties (UNEP) wordt er jaarlijks zo'n 400 miljoen ton plastic afval geproduceerd, een enorme toename sinds de jaren 1970. Onderzoekers hebben nu echter goede hoop de oplossing voor dit probleem in de plastisfeer te vinden.
Eerdere onderzoeken hebben al gewezen op het potentieel van micro-organismen om plastic afval af te breken, vergelijkbaar met plastic-etende schimmels in de plastisfeer. De studie uit 2017 die China en Pakistan bestreek, identificeerde ook een stam van de schimmel Aspergillus tubingensis die al plastic afbrak op een stortplaats in Islamabad, Pakistan.
Tot nu toe zijn er ongeveer 436 van dergelijke schimmel- en bacteriesoorten gevonden en wetenschappers uit Kew geloven dat hun nieuwste bevindingen dit onderzoek verder kunnen leiden. Ze streven ernaar om efficiënte enzymen te ontwikkelen die biologisch zijn ontworpen om plastic afval af te breken.
Bron: RBG Kew
