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 Królewskie Ogrody Botaniczne Kew opublikowali nowe badanie, w którym poinformowali, że w przybrzeżnych słonych bagnach Jiangsu w Chinach zidentyfikowali inny mikrobiom grzybów i bakterii żywiących się plastikiem.
Ten międzynarodowy zespół naukowców policzył 184 szczepy grzybów i 55 szczepów bakterii że według nich są zdolne do rozbicia polikaprolakton (PCL). Jest to biodegradowalny poliester, który jest powszechnie stosowany w produkcji różnych poliuretanów. Szczepy bakteryjne, które mają potencjał do dalszej degradacji innych polimerów na bazie ropy naftowej, pochodziły z rodzajów Jonesia i Streptomyces.
Badania nad grzybami zjadającymi plastik w plastoskopii zostały opublikowane przed 5 czerwca 2023 r., czyli Światowym Dniem Ochrony Środowiska 2023. Tematem tego wydarzenia jest znalezienie możliwych rozwiązań kryzysu związanego z odpadami z tworzyw sztucznych w ramach #Pokonaj zanieczyszczenie plastikiem Kampania.
Starszy Lider Badań w Różnorodność i systematyka grzybów w RBG Kew, Dr Irina Drużinina mówi: „Mikrobiolodzy z różnych środowisk 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 w tym celu, w tym patogeny roślinne Fusarium i Neocosmospora. Grzyby te szkodzą roślinie, z której czerpią składniki odżywcze, co skłoniło badaczy do wniosku, że te grzyby mogą być lepszym wyborem do degradacji tworzyw sztucznych PCL wraz z innymi syntetycznymi polimerami. Wskazano również, że mogą one okazać się bardziej przydatne do zająć się 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.
Królewskie Ogrody Botaniczne Kew są domem dla jednego z najstarszych i największych fungariów na świecie, liczącego ponad 1.25 miliona okazów. Mimo to królestwo grzybów jest jedną z największych tajemnic świata przyrody, którą próbują rozwiązać naukowcy. Istnieje jeszcze kilka milionów gatunków, które nie zostały odkryte do tej pory.
Naukowcy są przekonani, że te nieodkryte gatunki mogą okazać się nowym źródłem leków, pożywienia i innych korzystnych związków.
Do tego dr Drużinina dodaje: „Ekologiczna nisza słonych bagien Dafeng to właśnie powód, 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: „To, co mnie najbardziej uderza, to ogromna moc różnorodności mikrobiologicznej, zwłaszcza jeśli weźmiemy pod uwagę, jak trudno je wykryć; są mikroskopijne, skryte z natury i proste w wyglądzie. Jednak gdy zmienimy perspektywę i spojrzymy na nie przez pryzmat biochemii, uzyskamy dostęp do obfitej złożoności, która czeka na naszą eksplorację.
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 r. pobrano próbki tych grzybów zjadających plastik w Dafeng we wschodnich Chinach, gdzie UNESCO chronione miejsce w pobliżu wybrzeża Morza Żółtego. Ponieważ poprzednie badania koncentrowały się głównie na ekosystemach morskich, termin „plastisfera lądowa” jest stosunkowo nowy w ekologii lądowej. Pobieranie próbek wskazało, istnienie ziemskiej plastisferyDalsze badania wykazały, że mikrobiom tej „sztucznej niszy ekologicznej” przybrzeżnych śmieci plastikowych różnił się od mikrobiomu gleby w pobliżu.
Przeczytaj także: Poznaj bakterie, które mogą uratować planetę przed stale rosnącym problemem plastiku
Naukowcy badają mikroorganizmy, takie jak bakterie i grzyby, aby poradzić sobie ze wzrastającym zanieczyszczeniem plastikiem. Według Program Ochrony Środowiska ONZ (UNEP), rocznie produkuje się około 400 milionów ton odpadów z tworzyw sztucznych, co znacznie wzrosło od lat 1970. Jednak obecnie naukowcy mają duże nadzieje na znalezienie 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
