Исследователи из RBG Kew сделали важное открытие: грибы, поедающие пластик, в искусственной пластисфере могут помочь справиться с глобальными отходами, разлагая пластиковое загрязнение. Международная группа исследователей обнаружила 184 штамма грибов и 55 штаммов бактерий, способных разлагать поликапролактон (PCL).
Это исследование выявляет существование земной пластисферы в созданной человеком экологической нише. Бактерии родов Jonesia и Streptomyces показали высокий потенциал в разложении полимеров на основе нефти. В рамках кампании #BeatPlasticPollution это исследование появилось в нужное время, в преддверии Всемирного дня окружающей среды 2023 года.
Исследователи из Королевских ботанических садов Кью опубликовали новое исследование, в котором сообщается об обнаружении ими иного микробиома, состоящего из грибов и бактерий, питающихся пластиком, в прибрежных солончаках провинции Цзянсу в Китае.
Международная группа ученых насчитала 184 штамма грибов и 55 штаммов бактерий , которые, по их данным, способны расщеплять поликапролактон (PCL). Это биоразлагаемый полиэстер, широко используемый в производстве различных полиуретанов. Бактериальные штаммы, обладающие потенциалом для дальнейшего разложения других полимеров на основе нефти, были отнесены к родам Jonesia и Streptomyces.
Данное исследование о грибах, поедающих пластик в пластисфере, появилось в преддверии 5 июня 2023 года, Всемирного дня окружающей среды 2023 года. Тема мероприятия – поиск возможных решений проблемы пластиковых отходов в рамках кампании #BeatPlasticPollution.
Старший научный руководитель в области разнообразия и систематики грибов в Королевском ботаническом саду Кью, доктор Ирина Дружинина, говорит: «Микробиологи во всех областях чувствуют ответственность за поиск решений для экологически безопасной обработки пластиковых отходов, поскольку бактерии и грибы станут первыми организмами, которые научатся справляться с этим новым материалом.
Мы не сомневаемся, что микробы найдут способы эффективно разлагать пластик, но это может занять тысячи лет, если мы предоставим природе идти своим чередом. Вот почему наша задача — использовать уже имеющиеся у нас знания о микробной биологии, чтобы ускорить и направить эволюцию микробов и их индивидуальных генов, чтобы они могли выполнять эту работу сейчас».
Среди образцов было идентифицировано 14 родов грибов, в том числе патогенные для растений грибы рода Fusarium и Neocosmospora. Эти грибы наносят вред растениям, из которых получают питательные вещества, что позволило исследователям сделать вывод о том, что они могут быть лучшим выбором для разложения поликапролактона (PCL) наряду с другими синтетическими полимерами. Также было отмечено, что они могут оказаться более полезными для борьбы с глобальными отходами, чем сапротрофные грибы.
Наряду с образцами, полученными из Дафэна, исследовательская группа распознала 2 других рода бактерий Streptomyces и недавно обнаруженный род Jonesia. По их словам, они также входят в число перспективных кандидатов для исследования деградации пластика. Это связано с тем, что вид Jonesia cf. Quinghaiensis доминировал среди 55 отобранных штаммов бактерий.
Королевский ботанический сад Кью является домом для одной из старейших и крупнейших в мире грибоварен, насчитывающей более 1.25 миллиона экземпляров. Но царство грибов по-прежнему остается одной из самых больших загадок природного мира, которую исследователи пытаются разгадать. До сих пор не открыты несколько миллионов видов.
Ученые уверены в том, что эти неоткрытые виды могут стать потенциальным новым источником лекарств, продуктов питания и других полезных соединений.
К этому доктор Дружинина добавляет: «Экологическая ниша солончаков Дафэн — именно та причина, по которой мы решили исследовать микробные сообщества, присутствующие в пластиковых отходах в этом районе, и пока наши результаты оказались одновременно захватывающими и многообещающими».
В этом контексте доктор Фэн Цай из Шэньчжэньского университета (Китай) говорит: «Больше всего меня поражает невероятная мощь микробного разнообразия, особенно если учесть, насколько сложно их обнаружить; они микроскопические по размеру, скрытны по своей природе и просты на вид. Однако, если мы изменим свою точку зрения и посмотрим на них через призму биохимии, мы получим доступ к богатейшей сложности, которая ждет своего исследования».
По-настоящему волнующе осознавать, что мы едва коснулись поверхности, а уже обнаружили множество потенциально перспективных ресурсов для будущих технологий. Это осознание наполняет меня невероятным чувством удовлетворения, зная, что еще предстоит сделать множество открытий и что наша работа может потенциально привести к значительным достижениям в этой области».
В мае 2021 года образцы этих грибов, питающихся пластиком, были взяты в Дафэне на востоке Китая, на территории, охраняемой ЮНЕСКО , недалеко от побережья Желтого моря. Поскольку предыдущие исследования в основном были сосредоточены на морских экосистемах, термин «наземная пластисфера» является относительно новым для наземной экологии. Отбор проб показал существование наземной пластисферы . Дальнейшие исследования выявили, что микробиом этой «искусственно созданной экологической ниши» прибрежного пластикового мусора отличается от микробиома почвы в окрестностях.
Читайте также: Познакомьтесь с бактериями, которые могут спасти планету от постоянно растущей проблемы пластикового загрязнения
Ученые изучают микроорганизмы, такие как бактерии и грибы, чтобы справиться с растущим загрязнением пластиком. По данным Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), ежегодно производится около 400 миллионов тонн пластиковых отходов, и этот показатель значительно вырос с 1970-х годов. Однако сейчас исследователи возлагают большие надежды на то, что решение этой проблемы будет найдено в пластиковой среде.
Прошлые исследования уже выявили потенциал микроорганизмов для разложения пластиковых отходов, аналогичный грибкам, поедающим пластик в пластисфере. Исследование 2017 года, охватывающее Китай и Пакистан, также выявило штамм грибка Aspergillus tubingensis, который уже разлагал пластик на свалке в Исламабаде, Пакистан.
На сегодняшний день обнаружено около 436 видов таких грибков и бактерий, и ученые из Кью считают, что их последние открытия могут продвинуть это исследование дальше. Они стремятся разработать эффективные ферменты, которые биологически предназначены для разложения пластиковых отходов.
Источник: Королевский ботанический сад Кью
