Naukowcy z RBG Kew dokonali znaczącego odkrycia, że grzyby żywiące się plastikiem w sztucznej plastiskferze mogą pomóc w walce z globalnymi odpadami poprzez rozkład zanieczyszczeń plastikowych. Międzynarodowy zespół naukowców odkrył 184 szczepy grzybów i 55 szczepów bakterii zdolnych do rozkładu polikaprolaktonu (PCL).
To badanie ujawnia istnienie ziemskiej plastisfery w stworzonej przez człowieka niszy ekologicznej. Bakterie z rodzajów Jonesia i Streptomyces wykazały wysoki potencjał w degradacji polimerów na bazie ropy naftowej. W ramach kampanii #BeatPlasticPollution badania te zostały przeprowadzone we właściwym czasie, przed Światowym Dniem Środowiska 2023.
Naukowcy z Królewskiego Ogrodu Botanicznego w Kew opublikowali nowe badanie, w którym poinformowali, że zidentyfikowali inny mikrobiom grzybów i bakterii żywiących się plastikiem w przybrzeżnych słonych bagnach Jiangsu w Chinach.
Międzynarodowy zespół naukowców naliczył 184 szczepy grzybów i 55 szczepów bakterii , które według nich były zdolne do rozkładu polikaprolaktonu (PCL). Jest to biodegradowalny poliester, powszechnie stosowany w produkcji różnych poliuretanów. Szczepy bakterii, które mogą rozkładać inne polimery ropopochodne, pochodziły z rodzajów Jonesia i Streptomyces.
Wyniki badań nad grzybami zjadającymi plastik w plastisferze pojawiły się przed 5 czerwca 2023 r., czyli Światowym Dniem Ochrony Środowiska 2023. Tematem przewodnim wydarzenia jest znalezienie możliwych rozwiązań kryzysu związanego z odpadami plastikowymi w ramach kampanii #BeatPlasticPollution.
Starsza kierowniczka badań nad różnorodnością i systematyką grzybów w RBG Kew, dr Irina Druzhinina, mówi: „Mikrobiolodzy na całym świecie czują się odpowiedzialni za znalezienie rozwiązań umożliwiających przyjazne dla środowiska przetwarzanie odpadów plastikowych, ponieważ bakterie i grzyby będą pierwszymi organizmami, które nauczą się radzić sobie z tym nowym materiałem.
Nie mamy wątpliwości, że mikroby znajdą sposoby na skuteczną degradację plastiku, ale może to potrwać tysiące lat, jeśli pozwolimy naturze działać swoim torem. Dlatego naszym zadaniem jest wykorzystanie wiedzy, którą już posiadamy na temat biologii mikrobów, aby przyspieszyć i ukierunkować ewolucję mikrobów i ich indywidualnych genów, aby wykonały zadanie już teraz”.
Wśród próbek zidentyfikowano 14 rodzajów grzybów, które mogą być wykorzystywane w tym celu, w tym patogeny roślinne Fusarium i Neocosmospora. Grzyby te szkodzą roślinom, z których czerpią składniki odżywcze, co skłoniło naukowców do wniosku, że grzyby te mogą być lepszym wyborem do degradacji tworzyw sztucznych PCL, podobnie jak innych polimerów syntetycznych. Wskazuje się również, że mogą okazać się bardziej przydatne w walce z globalnymi odpadami niż grzyby saprotroficzne.
Oprócz próbek pochodzących z Dafeng, zespół badawczy rozpoznał 2 inne rodzaje bakterii Streptomyces i niedawno odkryty rodzaj Jonesia. Według nich, są one również wśród obiecujących kandydatów do badań nad degradacją plastiku. Wynika to z faktu, że gatunek Jonesia cf. Quinghaiensis dominował wśród 55 badanych szczepów bakterii.
Królewski Ogród Botaniczny w Kew to dom jednego z najstarszych i największych fungariów na świecie, liczącego ponad 1.25 miliona okazów. Mimo to królestwo grzybów pozostaje jedną z największych tajemnic świata przyrody, którą naukowcy próbują rozwiązać. Do dziś nie odkryto jeszcze kilku milionów gatunków.
Naukowcy są przekonani, że te nieodkryte gatunki mogą okazać się nowym źródłem leków, pożywienia i innych korzystnych związków.
Dr Druzhinina dodaje: „To właśnie ekologiczna nisza słonych bagien Dafeng jest powodem, dla którego zdecydowaliśmy się zbadać społeczności mikrobiologiczne obecne w odpadach plastikowych w tym miejscu. Jak dotąd nasze odkrycia okazały się zarówno ekscytujące, jak i obiecujące”.
W tym kontekście dr Feng Cai z Uniwersytetu w Shenzhen w Chinach mówi: „Najbardziej uderza mnie ogromna różnorodność mikroorganizmów, zwłaszcza jeśli weźmiemy pod uwagę, jak trudno je wykryć; są mikroskopijne, skryte z natury i proste w wyglądzie. Jednak kiedy zmienimy perspektywę i spojrzymy na nie przez pryzmat biochemii, uzyskamy dostęp do ogromnej złożoności, która czeka na nasze odkrycie.
To naprawdę ekscytujące, gdy uświadamiamy sobie, że ledwo musnęliśmy powierzchnię, a już odkryliśmy bogactwo potencjalnie obiecujących zasobów dla przyszłych technologii. Ta świadomość napełnia mnie niesamowitym poczuciem satysfakcji, wiedząc, że wciąż jest wiele odkryć do dokonania i że nasza praca może potencjalnie doprowadzić do znaczących postępów w tej dziedzinie”.
W maju 2021 roku próbki tych grzybów żywiących się plastikiem pobrano z Dafeng we wschodnich Chinach, obszaru chronionego UNESCO , położonego niedaleko wybrzeża Morza Żółtego. Ponieważ wcześniejsze badania koncentrowały się głównie na ekosystemach morskich, termin „plastisfera lądowa” jest stosunkowo nowy w ekologii lądowej. Pobrane próbki wskazały na istnienie plastisfery lądowej . Dalsze badania wykazały, że mikrobiom tej „sztucznej niszy ekologicznej” przybrzeżnych śmieci plastikowych różnił się od mikrobiomu gleby w okolicy.
Przeczytaj także: Poznaj bakterie, które mogą uratować planetę przed stale rosnącym problemem plastiku
Naukowcy badają mikroorganizmy, takie jak bakterie i grzyby, aby uporać się z rosnącym zanieczyszczeniem plastikiem. Według Programu Narodów Zjednoczonych ds. Środowiska (UNEP), rocznie wytwarza się około 400 milionów ton odpadów plastikowych, co stanowi ogromny wzrost od lat 1970. XX wieku. Jednak obecnie naukowcy pokładają duże nadzieje w znalezieniu rozwiązania tego problemu w plastisferze.
Wcześniejsze badania już wskazały na potencjał mikroorganizmów do rozkładu odpadów plastikowych podobnie jak grzyby zjadające plastik w plastisferze. Badanie z 2017 r. obejmujące Chiny i Pakistan zidentyfikowało również szczep grzyba Aspergillus tubingensis, który już rozkładał plastik na wysypisku w Islamabadzie w Pakistanie.
Do tej pory odkryto około 436 takich gatunków grzybów i bakterii, a naukowcy z Kew uważają, że ich najnowsze odkrycia mogą poprowadzić te badania dalej. Ich celem jest opracowanie wydajnych enzymów, które są zaprojektowane biologicznie do degradacji odpadów plastikowych.
Źródło: RBG Kew
