Чому бактерії, що харчуються пластиком, не врятують планету

Час від часу в науковому журналі публікують нове дослідження про бактерії, що харчуються пластиком. Незабаром після цього він блимає в Інтернеті, оскільки його підхоплює шквал екологічні блоги, науки ітехнічні сайти, і навіть національні інформаційні видання. Але незалежно від того, що вчені могли відкрити в цьому конкретному дослідженні, історії, які ви бачите в ЗМІ, завжди здаються такими подивіться так само: деякі варіації «ці нові бактерії, які харчуються пластиком, допоможуть нам врятувати світ від пластику» забруднення!»

Не зрозумійте мене неправильно – це надзвичайно захоплююча перспектива, і легко зрозуміти, чому ця точка зору резонує з читачами. Але це також нещиро, аж до проблеми.

Мені не подобається бути носієм поганих новин, але бактерії, що розкладають пластик, не врятують планету. Це дивовижне відкриття, яке, на жаль, навряд чи істотно вплине на Землю. проблема забруднення найближчим часом – і точно не врятує нас від клімату, що насувається катастрофа.

Ось чому бактерії, що харчуються пластиком, не є тією «срібною кулею», про яку, здається, говорять більшість заголовків.

З рейок на божевільному напруженні

Можливо, це найважливіша причина того, що бактерії, які харчуються пластиком, ще не позбавили світ від забруднення пластиком (і ймовірно, не зробите цього протягом свого життя) полягає в тому, що ми виявили лише невелику жменьку, яка може значно погіршитися пластик.

Мабуть, найвідомішим і широко розрекламованим є Ideonella sakaiensis, штам бактерій, який був виявлений у 2016 році у зразках ґрунту, взятих за межами заводу з переробки пластикових пляшок у Японії. Ideonella захоплююча, тому що вона особливо вправна в розщепленні поліетилентерефталату (ПЕТ) – пластику, який ми використовуємо для виготовлення таких речей, як пластикові пляшки та синтетичний фліс. У правильних умовах вчені показали, що ці мікроби можуть повністю розкласти ПЕТ приблизно за шість тижнів.

Але, незважаючи на те, наскільки багатообіцяючим це може звучати, важливо розуміти, що Ideonella — це лише один мікроб, який поїдає один тип пластику, і є такі тисячі різних пластмас у світі. ПЕТ становить лише невелику частку світових пластикових відходів.

Ideonella погано споряджена для роботи з будь-чим, що не зроблено з ПЕТ. Він не може їсти кришки від пляшок або пластикові соломинки (поліпропілен), глечики для молока або пляшки з шампунем (поліетилен високої щільності), пакети з продуктами або харчову плівку. (поліетилен низької щільності), упаковка арахісу або пінопластові стакани (полістирол), дощові черевики або кредитні картки (полівінілхлорид), губки або піноізоляція (поліуретан).

Чесно кажучи, є організми, які можуть розщеплювати деякі з інших поширених пластмас. Ідеонелла — не єдиний туз, який ми маємо в рукаві. Деякі види борошнистих хробаків, наприклад, може їсти та розщеплювати пінопласт, і вчені це показали специфічні види грибів може руйнувати поліпропілен до 90%. Але для переважної більшості видів пластику у світі ми ще не визначили організм, який міг би їх повністю розщепити.

Зрештою, для того, щоб розібратися в веселці різних видів пластику, засіяних у всьому світі, нам потрібно виявити (або можливо, інженер) додаткові штами спеціалізованих бактерій, які більш вправно розкладають різні типи полімерів. І навіть з урахуванням сучасних досягнень у таких речах, як генна інженерія та спрямована еволюція, виявлення більшої кількості організмів, які можуть їсти пластик, буде величезною (і дорогою) справою.

І, чорт забирай, навіть якби ми знайшли всі необхідні нам мікроби, що їдять пластик, наші проблеми все одно не закінчаться.

Спіймати і відпустити

Уявімо на мить, що нам якимось чином вдалося ідентифікувати тисячі нових організмів, що харчуються пластиком, як-от Ideonella, які разом можуть допомогти нам з’їсти всі різні полімери, які ми розкидали по всьому світу планета. Давайте також уявимо, що ми можемо розмножувати їх у великих кількостях. На жаль, навіть на цьому етапі ми все ще матимемо проблему: розгортання.

Бактерії не схожі на медоносних бджіл. Ми не можемо просто викинути їх на смітник і очікувати, що вони підуть прямо до джерела їжі, яке знаходиться на відстані. Як правило, вони не можуть подорожувати дуже далеко без сторонньої допомоги (наприклад, вітру, океанської течії чи бульдозера). штовхати купу сміття), і більшість з них не особливо витривалі, особливо коли стикаються з незнайомим середовищем умови.

«Часто, коли ви берете бактерії, вирощені в лабораторії, і поміщаєте їх у природне середовище, яке є дуже складним, вони не завжди так добре завдяки бактеріям, які вже там», — каже Карл Рокне, заступник декана Університету Іллінойсу, Чикаго. «Це справді виживання найпристосованіших. Тож було виявлено, що спеціалізований мікроорганізм, який часто додається до навколишнього середовища, зазвичай просто витісняється».

Іншими словами, ми не могли скинути повні бочки цих маленьких жуків туди Велика тихоокеанська сміттєва пляма і попросіть їх очистити весь пластик, як якийсь мікробіологічний засіб для очищення стоків. Більшість із них не проживуть достатньо довго, щоб знайти частинку поліетилену, яку можна погризти.

Більш реалістичним варіантом було б використовувати бактерії, що харчуються пластиком, подібно до того, як ми вже використовуємо спеціалізовані бактерії всередині очисних споруд: загоніть їх у великі баки, а потім нагодуйте будь-які відходи, яких ми намагаємося позбутися з.

Подібні об’єкти «є масивною інфраструктурою, яка вже існує, — каже Рокне, — і всілякі відходи людської діяльності проходять через них. І тепер ми розуміємо, що вони можуть бути джерелом продуктів відновлення. І одним із них, наприклад, є пластик та інша різноманітна хімічна сировина. Таким чином, такі види очисних споруд є дуже, дуже перспективними для запобігання подальшому викиду пластику в екосферу».

Але навіть Рокне визнає, що цей підхід має свої обмеження. Звернення до пластикових відходів до того, як вони потраплять у навколишнє середовище, — це одне. Звернення до цих відходів після того, як вони вже є, це зовсім інша гра.

«Це набагато складніше питання, — каже він, — і тому я думаю, що потрібно багато працювати, щоб зрозуміти, як ці речі розподіляються в таких середовищах. Там буде складно реалізувати стратегію виправлення польового масштабу».

Більшу рибу смажити

Навіть якби ми змогли подолати всі матеріально-технічні перешкоди, необхідні для використання бактерій, що харчуються пластиком, як біологічної зброї проти забруднення, ми б все ще доведеться зіткнутися з неприємним фактом, що пластикове забруднення, за словами кліматичного журналіста Девіда Уоллеса Уеллса, «кліматично червоне» оселедець».

«У той час як пластик має вуглецевий слід», — пише він у своїй книзі Нежила Земля»,пластикове забруднення просто не є проблемою глобального потепління, але воно опинилося в центрі нашого бачення, принаймні на короткий час, заборона на соломинку закриває, хоча б на мить, набагато більший і набагато ширший клімат загроза».

Це не означає, що прибирання пластикових відходів неважливе. Це безумовно так, і видалення пластику з навколишнього середовища є надзвичайно корисним заняттям. Але тому, що забруднення пластиком є значною мірою не пов'язані до кількості вуглецевого забруднення нашої атмосфери, ніякі бактерії, що харчуються пластиком, не врятують нас танення льодовиків, підвищення океанів, цілорічні лісові пожежі, екстремальні погодні явища чи будь-які інші кліматичні катастрофа.

Тому наступного разу, коли ви побачите в заголовках бактерії, що поїдають пластик, не дозволяйте їм заколисувати вас помилковим відчуттям безпеки. Мікроби, що харчуються пластиком, не є вирішенням усіх екологічних проблем Землі, і для цього знадобиться набагато більше, ніж прибирання сміття щоб повернути планету на правильний шлях.

Рекомендації редакції

• Нові телефони Samsung Galaxy S22 виготовлені частково з переробленого океанського пластику
• Федеральні транспортні засоби стануть екологічними, оскільки президент Байден обіцяє електричний автопарк
• Дивовижний носій пристрій міг виявляти епілептичні напади за годину до їх нападу
• Коаліція Big Tech, ймовірно, не зможе врятувати вибори. Але це початок
• Попередній перегляд твітів не відображається в повідомленнях WhatsApp