Вчені виявили "команду" бактерій, здатних розкладати біопластик

Дослідники Массачусетського технологічного інституту вперше детально показали, як різні види океанічних бактерій спільно розкладають поширений біорозкладний пластик. Швидкість руйнування таких матеріалів у природі залежить не лише від самого полімеру, а й від складу мікробного середовища.

Про це йдеться у дослідженні в журналі Environmental Science & Technology.

Як саме бактерії беруть участь у розкладанні біопластику

Біорозкладні пластики давно розглядають як один із можливих інструментів у боротьбі із забрудненням довкілля. Водночас механізми їхнього розпаду в реальних природних умовах залишалися вивченими не до кінця, зокрема коли йшлося про роль окремих мікроорганізмів у цьому процесі.

Нове дослідження MIT дало конкретнішу відповідь на це питання. Учені вивчали ароматичний аліфатичний сополіефір, або AAC — це різновид біопластику, який застосовують у пакетах для покупок, упаковці харчових продуктів і сільському господарстві, де ним вкривають ґрунт для стримування бур'янів і збереження вологи.

Щоб простежити, як такий матеріал поводиться в морському середовищі, зразки пластику помістили на експериментальній ділянці в Середземному морі. Після формування біоплівки дослідники виділили 30 видів бактерій, що жили на поверхні цього матеріалу.

Аналіз показав, що окремі мікроорганізми виконують у цьому процесі різні функції. Зокрема, бактерія Pseudomonas pachastrellae здатна розщеплювати полімер на простіші компоненти, але не доводить цей процес до повної утилізації.

Ключовий висновок дослідження полягає в тому, що один вид бактерій не забезпечує повного розпаду матеріалу. Найкращий результат дала спільна робота п'яти взаємодоповнювальних видів, які разом діяли ефективніше, ніж кожен окремо.

Також дослідники встановили, що така мікробна спільнота працює не універсально, а під конкретний тип пластику. Це означає, що біорозкладання залежить не тільки від присутності бактерій як таких, а й від точного поєднання мікроорганізмів і хімічних властивостей самого матеріалу.

Робота показує, що розпад біопластику — це складний багаторівневий процес, а не проста дія окремого мікроба. Швидкість руйнування може суттєво змінюватися залежно від того, які саме бактерії утворюють спільноту, а також від технології виробництва й складу полімеру.

Практичне значення дослідження пов'язане з можливістю точніше підходити до створення матеріалів і систем переробки. Розуміння того, як взаємодіють різні бактерії, відкриває шлях до розробки мікробних спільнот, здатних цілеспрямовано прискорювати утилізацію окремих видів пластикових відходів.

У багатьох країнах одним із поширених способів утилізації пластику залишається його спалювання, однак такий підхід супроводжується значним навантаженням на довкілля. Він не вирішує проблему відходів повністю, а лише переносить її в іншу площину.

Водночас пластик став невіднятною частиною повсякденного життя. Значна частина цих виробів використовується лише короткий час, після чого перетворюється на сміття, причому лише невелика частка матеріалу дійсно переробляється, тоді як решта накопичується в природі, зокрема в океанах.