بشرى خير للبيئة.. ميكروبات تهضم البلاستيك في درجات حرارة منخفضة

في علامة مشجعة محتملة للحد من النفايات البيئية، اكتشف الباحثون ميكروبات من جبال الألب والقطب الشمالي يمكنها تكسير البلاستيك دون الحاجة إلى درجات حرارة عالية. على الرغم من أن هذه ليست سوى نتيجة أولية ، إلا أن التحليل الأكثر كفاءة وفعالية للنفايات البلاستيكية الصناعية في مقالب القمامة من شأنه أن يمنح العلماء أداة جديدة لمحاولة تقليل الضرر البيئي.

نشر علماء من المعهد الفيدرالي السويسري WSL النتائج التي توصلوا إليها هذا الأسبوع في مجلة Frontiers in Microbiology ، والتي توضح بالتفصيل كيفية قيام البكتيريا والفطريات المتكيفة مع البرودة من المناطق القطبية وجبال الألب السويسرية بهضم معظم المواد البلاستيكية التي تم اختبارها - بينما يحتاجون فقط إلى درجات حرارة منخفضة إلى متوسطة. يعد هذا الجزء الأخير أمرًا بالغ الأهمية لأن الكائنات الحية الدقيقة التي تتغذى على البلاستيك تميل إلى الحاجة إلى درجات حرارة عالية بشكل غير عملي لتعمل سحرها. أوضح الباحثون: "تم بالفعل العثور على العديد من الكائنات الحية الدقيقة التي يمكنها القيام بذلك ، ولكن عندما يتم تطبيق إنزيماتها التي تجعل ذلك ممكنًا على نطاق صناعي ، فإنها تعمل فقط في درجات حرارة أعلى من [30 درجة مئوية / 86 درجة فهرنهايت]". "التدفئة المطلوبة تعني أن التطبيقات الصناعية تظل مكلفة حتى الآن ، وليست خالية من الكربون."

لسوء الحظ ، لم تنجح أي من الكائنات الحية الدقيقة التي تم اختبارها في تكسير البولي إيثيلين غير القابل للتحلل الحيوي (PE) ، وهو أحد أكثر أنواع البلاستيك تحديًا التي توجد عادة في المنتجات الاستهلاكية والتعبئة والتغليف. (لقد فشلوا في تحلل البولي إيثيلين حتى بعد 126 يومًا من الحضانة على المادة.) لكن 56 بالمائة من السلالات اختبرت البولي يوريثين القابل للتحلل الحيوي (PUR) عند 15 درجة مئوية (59 درجة فهرنهايت). تم هضم البعض الآخر من الخلائط القابلة للتحلل الحيوي والمتوفرة تجاريًا من البولي بيوتيلين أديباتي تيريفثاليت (PBAT) وحمض متعدد حمض اللبنيك (PLA). كانت السلالتان الأكثر نجاحًا هما الفطريات من جنس Neodevriesia و Lachnellula: لقد قاموا بتفكيك كل بلاستيك تم اختباره بخلاف PE الهائل.

يعد البلاستيك اختراعًا حديثًا للغاية بالنسبة للكائنات الحية الدقيقة التي تطورت خصيصًا لتفكيكها. لكن الباحثين سلطوا الضوء على الدور الذي لعبه الانتقاء الطبيعي الذي ساعدهم على تفكيك مادة الكوتين ، وهي طبقة واقية في النباتات تشترك كثيرًا مع البلاستيك. "لقد ثبت أن الميكروبات تنتج مجموعة متنوعة من الإنزيمات المهينة للبوليمر التي تشارك في تكسير جدران الخلايا النباتية. على وجه الخصوص ، غالبًا ما يتم الإبلاغ عن الفطريات المسببة للأمراض النباتية لتحلل البوليسترات ، نظرًا لقدرتها على إنتاج الكتينازات التي تستهدف البوليمرات البلاستيكية بسبب تشابهها مع البوليمر كوتين النباتي "، كما قال المؤلف المشارك الدكتور بيت فراي.

يرى الباحثون نتائج واعدة في النتائج التي توصلوا إليها ، لكنهم يحذرون من أن العقبات لا تزال قائمة. قال فراي: "سيكون التحدي الكبير التالي هو تحديد الإنزيمات المهينة للبلاستيك التي تنتجها السلالات الميكروبية وتحسين العملية للحصول على كميات كبيرة من البروتينات". "بالإضافة إلى ذلك ، قد تكون هناك حاجة إلى مزيد من التعديل على الإنزيمات لتحسين الخصائص مثل استقرار البروتين."