Ученые обнаружили "команду" бактерий, способных разлагать биопластик

Исследователи Массачусетского технологического института впервые подробно показали, как различные виды океанических бактерий совместно разлагают распространенный биоразлагаемый пластик. Скорость разрушения таких материалов в природе зависит не только от самого полимера, но и от состава микробной среды.

Об этом говорится в исследовании в журнале Environmental Science & Technology.

Как именно бактерии участвуют в разложении биопластика

Биоразлагаемые пластики давно рассматривают как один из возможных инструментов в борьбе с загрязнением окружающей среды. В то же время механизмы их распада в реальных природных условиях оставались изученными не до конца, в частности когда речь шла о роли отдельных микроорганизмов в этом процессе.

Новое исследование MIT дало более конкретный ответ на этот вопрос. Учёные изучали ароматический алифатический сополиэфир, или AAC — это разновидность биопластика, который применяют в пакетах для покупок, упаковке пищевых продуктов и сельском хозяйстве, где им покрывают почву для сдерживания сорняков и сохранения влаги.

Чтобы проследить, как такой материал ведет себя в морской среде, образцы пластика поместили на экспериментальном участке в Средиземном море. После формирования биопленки исследователи выделили 30 видов бактерий, живших на поверхности этого материала.

Анализ показал, что отдельные микроорганизмы выполняют в этом процессе различные функции. В частности, бактерия Pseudomonas pachastrellae способна расщеплять полимер на более простые компоненты, но не доводит этот процесс до полной утилизации.

Ключевой вывод исследования заключается в том, что один вид бактерий не обеспечивает полного распада материала. Наилучший результат дала совместная работа пяти взаимодополняющих видов, которые вместе действовали эффективнее, чем каждый по отдельности.

Также исследователи установили, что такое микробное сообщество работает не универсально, а под конкретный тип пластика. Это означает, что биоразложение зависит не только от присутствия бактерий как таковых, но и от точного сочетания микроорганизмов и химических свойств самого материала.

Работа показывает, что распад биопластика — это сложный многоуровневый процесс, а не простое действие отдельного микроба. Скорость разрушения может существенно меняться в зависимости от того, какие именно бактерии образуют сообщество, а также от технологии производства и состава полимера.

Практическое значение исследования связано с возможностью более точно подходить к созданию материалов и систем переработки. Понимание того, как взаимодействуют различные бактерии, открывает путь к разработке микробных сообществ, способных целенаправленно ускорять утилизацию отдельных видов пластиковых отходов.

Во многих странах одним из распространенных способов утилизации пластика остается его сжигание, однако такой подход сопровождается значительной нагрузкой на окружающую среду. Он не решает проблему отходов полностью, а лишь переносит ее в другую плоскость.

В то же время пластик стал неотъемлемой частью повседневной жизни. Значительная часть этих изделий используется лишь короткое время, после чего превращается в мусор, причем лишь небольшая часть материала действительно перерабатывается, тогда как остальное накапливается в природе, в частности в океанах.