Биоразлагаемые пластики рассматриваются как один из ключевых инструментов в борьбе с загрязнением окружающей среды. Однако до сих пор остается недостаточно ясным, как именно и с какой скоростью они разлагаются в природных условиях. Существенную роль в этом процессе играют микроорганизмы, взаимодействие которых определяет эффективность распада полимеров.
Новое исследование ученых Массачусетского технологического института, опубликованное в журнале Environmental Science & Technology, проливает свет на эти механизмы. Впервые подробно показано, как различные виды океанических бактерий совместно участвуют в разложении биоразлагаемого пластика. Одни микроорганизмы расщепляют полимер на более простые химические соединения, тогда как другие используют полученные вещества как источник энергии и углерода.
Во время этого исследования ученые изучили один из видов биопластика — ароматический алифатический сополиэфир (aliphatic-aromatic copolyesters — AAC) — полимер, который сочетает свойства биоразлагаемости алифатических частей с высокими механическими свойствами ароматических частей. Такой пластик используется для изготовления пакетов для покупок и упаковки пищевых продуктов. Его также часто укладывают на почву на фермах, чтобы предотвратить рост сорняков и сохранить влагу.
Ученые выяснили, какие именно бактерии разлагают это вещество в море. Они поместили образцы материала в экспериментальный участок в Средиземном море для образования биопленки, после чего выделили 30 видов бактерий, живущих на нем. Выяснилось, что бактерия Pseudomonas pachastrellae может расщеплять полимер на компоненты, но не способна разложить их полностью.
Для полной утилизации пластика нужна команда: сообщество из пяти взаимодополняющих видов бактерий работает эффективнее, чем одиночки. При этом такая группа разлагает только конкретный вид пластика. Это открытие поможет создавать микробные системы для ускоренной переработки отходов.
Работа демонстрирует, что биоразложение — это не результат деятельности отдельных бактерий, а сложный процесс. При этом скорость распада пластика может значительно варьироваться в зависимости от состава микробного сообщества, а также химических свойств самого материала и технологии его производства.
Полученные данные имеют важное практическое значение. Понимание взаимодействия микроорганизмов открывает возможности для разработки более экологичных полимеров и создания эффективных систем микробной переработки отходов. Это особенно актуально на фоне того, что значительная часть производимого пластика по-прежнему накапливается на свалках и в природной среде.
Ранее Наука Mail рассказала о том, как из вторичного пластика удалось изготовить лекарство от распространенной болезни.
