ارگانیسم‌های میکروسکوپی ممکن است سلاح مخفی جدید ما در جنگ علیه آلودگی پلاستیکی باشند.
مطالعات اخیر نشان داده‌اند که برخی باکتری‌ها می‌توانند پلاستیک را به ذرات کوچک تجزیه کنند که سپس می‌توانند به فرآیند بازیافت بازگردند.
این کشف امیدوارکننده، امید تازه‌ای برای مقابله با زباله‌های پلاستیکی، که یکی از بحران‌های محیط زیستی برجسته قرن بیست و یکم است، ارائه می‌دهد.
غول‌های کوچک مصرف‌کننده پلاستیک
تحقیقات پیشگامانه از دانشگاه لیدن آغاز شد، جایی که دانشمندان مجموعه عظیمی از باکتری‌های استرپتومایسس را جمع‌آوری کرده بودند.
در ابتدا به عنوان منبعی برای کشف آنتی‌بیوتیک‌های جدید در نظر گرفته شده بود، دانشجوی دکترای جو-آن ورشور استفاده جالب دیگری برای این میکروارگانیسم‌ها پیدا کرد.
در حالی که به پایان برنامه دکترای خود نزدیک می‌شد، ورشور به بررسی منحصربه‌فردی پرداخت که چگونه این ارگانیسم‌های میکروسکوپی می‌توانند مشکل پلاستیکی ما را حل کنند.
او کشف کرد که 20٪ از سویه‌های باکتریایی قادر به تجزیه انواع خاصی از پلاستیک هستند. این کشف پیشگامانه ایده تبدیل میکروب‌ها به متحدان محیط زیستی را تقویت می‌کند.
مجموعه بی‌طرفی از باکتری‌ها
مهم است که این پیشرفت علمی از هیچ جا ظاهر نشد. تحقیقات قبلی ورشور او را به این گمان رسانده بود که این باکتری‌ها می‌توانند پلاستیک را هضم کنند.
با این حال، مانند ما، این باکتری‌ها نیز در خلا کار نمی‌کنند – آنها به شرایط مناسب نیاز دارند. باکتری‌های بررسی شده در این مطالعه در ابتدا با هدف تجزیه پلاستیک جمع‌آوری نشده بودند.
این مجموعه بی‌طرف از باکتری‌ها فرصتی را فراهم کرد تا اثرات مواد و شرایط مختلف بر توانایی آنها در تجزیه پلاستیک PET، که در بسته‌بندی مواد غذایی و بطری‌های نوشیدنی معمولاً یافت می‌شود، مشاهده شود.
باکتری‌های گرسنه انگیزه دارند
یک بطری پلاستیکی وقتی در خاک رها می‌شود ناپدید نمی‌شود. مانند انسان‌ها، باکتری‌ها نیاز به انگیزه برای انجام تلاش دارند. این به این معنی است که شرایط خارجی برای آغاز فرآیند تجزیه توسط باکتری‌ها حیاتی است.
ورشور گفت: “باکتری‌ها مانند مردم هستند.” مثالی از این، واکنش طبیعی ما برای فرار از خطر است. به طور مشابه، باکتری‌های مورد مطالعه در هنگام “گرسنگی” سطح بالاتری از فعالیت را نشان دادند.
این رفتار در محیط‌های آزمایشگاهی مشاهده شد، زمانی که محققان مدل‌های پلاستیکی را به صفحات پر از باکتری معرفی کردند. نتایج کاملاً واضح بود – باکتری‌های گرسنه واقعاً قطعات پلاستیکی ارائه شده به آنها را می‌بلعیدند.
حل پازل پلاستیک
در گامی محوری در تحقیقات خود، ورشور دو کشف عمده انجام داد. اولاً، او دریافت که 18٪ از سویه‌های باکتریایی می‌توانند پلاستیک را در صورت وجود شرایط مناسب تجزیه کنند.
جالب اینکه وجود ژنی به نام لیپاز A این فرآیند را به طور قابل توجهی تسریع کرد. ارگانیسم‌هایی که لیپاز A فراوان داشتند، پلاستیک را سریع‌تر تجزیه می‌کردند.
با توجه به این یافته‌ها، افق بازیافت پلاستیک با استفاده از باکتری‌ها بسیار امیدوارکننده به نظر می‌رسد.
گستره وسیعی از باکتری‌هایی که می‌توانند پلاستیک را مصرف کنند اکنون به طور گسترده‌ای گسترش یافته است و راه را برای روش‌های نوآورانه بازیافت پلاستیک هموار کرده است.
نمونه‌ای از این آینده امیدوارکننده، شرکت فرانسوی کاربیوس است که به یک سفر پیشگامانه برای آزمایش بازیافت پلاستیک در مقیاس بزرگ با استفاده از باکتری‌ها و آنزیم‌های آنها می‌پردازد.
با توسعه بیشتر این روش، می‌توانیم آینده‌ای را تصور کنیم که آلودگی پلاستیکی دیگر چالشی غیرقابل حل نیست، بلکه مشکلی با راه‌حلی ملموس و زیستی است.
از آزمایشگاه به دنیای واقعی
در حالی که این کشفیات آزمایشگاهی پیشگامانه هستند، ترجمه آنها به کاربردهای دنیای واقعی مجموعه‌ای از چالش‌ها را به همراه دارد.
انتقال از محیط‌های کنترل شده به شرایط پویا و متغیر در طبیعت نیاز به برنامه‌ریزی و آزمایش دقیق دارد. افزایش مقیاس تجزیه پلاستیک توسط باکتری‌ها مستلزم نوآوری علمی و همچنین ملاحظات لجستیکی و اقتصادی است.
برای پر کردن این شکاف، همکاری‌های بین‌رشته‌ای کلیدی است. مهندسان، دانشمندان محیط زیست و سیاست‌گذاران باید دست به دست هم دهند تا سیستم‌های موثری برای استفاده از این باکتری‌ها در مقیاس بزرگ ایجاد کنند.
کاربردهای احتمالی شامل معرفی این باکتری‌ها به تأسیسات مدیریت زباله، ایجاد بیوراکتورهایی برای تجزیه پلاستیک و توسعه محصولات مصرفی که آنزیم‌های باکتریایی را در خود دارند، می‌شود.
علاوه بر این، آگاهی و آموزش عمومی بسیار مهم است. برای اینکه این نوآوری‌ها موثر باشند، جوامع باید از مزایا و محدودیت‌های تجزیه پلاستیک توسط باکتری‌ها آگاه باشند.
در حالی که سفر از آزمایشگاه به محل‌های دفن زباله پیچیدگی‌های زیادی دارد، پتانسیل باکتری‌ها برای انقلاب در بازیافت پلاستیک بسیار زیاد است.
با ادامه تحقیقات، همکاری‌های بین‌رشته‌ای و حمایت عمومی، ممکن است به زودی شاهد گامی بزرگ به سمت سیاره‌ای تمیزتر و پایدارتر باشیم.
این مطالعه در مجله Communications Biology منتشر شده است.
