Zidentyfikowano grzyba zjadającego plastik. Pomoże walczyć z zanieczyszczeniami?

Grzyb Parengyodontium album żyje razem z innymi morskimi mikrobami na malutkich fragmentach plastikowych śmieci w oceanie. Odkryli go hydromykolodzy z Królewskiego Holenderskiego Instytutu Badań Morskich (NIOZ) razem z kolegami z Uniwersytetu w Utrechcie, Ocean Cleanup Foundation oraz instytutami badawczymi w Paryżu, Kopenhadze i St. Gallen w Szwajcarii. Grzyb ten jest w stanie rozkładać polietylen (PE) - tworzywo sztuczne używane do produkcji reklamówek, plastikowych butelek i innych opakowań. To najliczniejszy ze wszystkich plastików, które trafiły do ​​oceanu. Opis oraz rezultaty badań ukazały się na łamach pisma "Science of The Total Environment".

Zanieczyszczenie mórz i oceanów plastikiem jest poważnym problemem. Dotyczy to wszystkich środowisk morskich. Odpadki z tworzyw sztucznych wykryto w wodach powierzchniowych, w głębinach, osadach dennych czy na plażach – od Arktyki po tropiki.

Produkcja tworzyw sztucznych na całym świecie przekracza 400 milionów ton rocznie. Niestety, znaczna ich część trafia do mórz i oceanów. Prądy powierzchniowe kierują zanieczyszczenia z okolic wybrzeży w głąb oceanu. Tam śmieci zatrzymywane są przez inne prądy i z czasem się akumulują – tak powstają wyspy plastikowych śmieci. Na świecie istnieje kilka takich wysp. Wielka Pacyficzna Plama Śmieci, znajdująca się między Kalifornią a Hawajami, jest największą z nich. Eksperci szacują, że może zawierać nawet 80 tys. ton śmieci, rozrzuconych na obszarze ponad 1,5 mln kilometrów kwadratowych.

Konwencjonalne tworzywa sztuczne to wytwarzane przez człowieka, często pochodzące z ropy naftowej polimery, które są chemicznie obojętne i zaprojektowane tak, aby były wytrzymałe. Wysiłki na rzecz zastąpienia najpopularniejszych tworzyw sztucznych materiałami, które łatwiej ulegają degradacji, jak dotąd nie przyniosły większych efektów. Zaśmiecanie mórz i oceanów również postępuje. Uczeni prognozują, że do 2060 roku zarówno produkcja plastiku, jak i ilość odpadków z tworzyw sztucznych w oceanach wzrośnie trzykrotnie.

Niemniej jednak plastik może również służyć jako potencjalne źródło węgla i energii dla mikrobów. Problem w tym, że możliwości degradacji plastiku przez morskie mikroby, zwłaszcza grzyby, są mało poznane.

W rozwiązaniu problemu plastikowych odpadków zalegających w morzach i oceanach może pomóc grzyb Parengyodontium album. Wyizolowali go badacze z NIOZ z unoszących się plastikowych kawałków tworzących Wielką Pacyficzną Plamę Śmieci, a konkretnie z biofilmów pokrywających pływające fragmenty plastiku. Analiza grzyba ujawniła jego zdolności do degradacji polietylenu w środowisku morskim. Do tej pory zidentyfikowano tylko cztery wodne grzyby rozkładające plastik, ale badacze spodziewają się, że znacznie więcej podobnych grzybów żyje w głębszych częściach oceanu.

W odkryciu tym jest jednak haczyk. Parengyodontium album może rozkładać polietylen, pod warunkiem, że ten został najpierw wystawiony na działanie promieniowania UV ze światła słonecznego. Biolog morski i biogeochemik Annika Vaksmaa z NIOZ, główna autorka badania zauważyła, że światło UV może samo w sobie mechanicznie rozkładać plastik, ale może też ułatwiać rozkład plastiku przez grzyby morskie.

Zespół badaczy po wyizolowaniu grzyba przeniósł go do laboratorium, gdzie hodował go na specjalnych plastikach. Analizy wykazały, że grzyb z laboratorium może rozkładać kawałek plastiku poddany działaniu promieni UV w tempie około 0,05 proc. dziennie. Przy takim tempie rozkładu grzyb nie zdziała zbyt wiele, ale w połączeniu z innymi mikrobami i metodami może być przydatny.

- Nasze pomiary wykazały również, że grzyb nie wykorzystuje specjalnie węgla pochodzącego z PE podczas jego rozkładu. Większość PE, którą wykorzystuje Parengyodontium album, jest przekształcana w dwutlenek węgla, który grzyb wydala – przyznała Vaksmaa. Chociaż CO2 jest gazem cieplarnianym, to, jak wskazują autorzy badań, emisje pochodzące z grzybów nie powinny stanowić problemu i można je porównać do ilości CO2, którą ludzie uwalniają podczas oddychania.

Obecność światła słonecznego jest niezbędna, aby grzyb mógł wykorzystać PE jako źródło energii. - W laboratorium Parengyodontium album rozkładał PE tylko wtedy, gdy był wystawiony na działanie światła UV przynajmniej przez krótki czas. Oznacza to, że w warunkach naturalnych grzyb może rozkładać tylko plastik, który początkowo unosił się blisko powierzchni - wyjaśniła Vaksmaa.

Nawet gdyby tempo rozkładu PE było znacznie szybsze, to i tak Parengyodontium album nie byłby w stanie rozłożyć wszystkich polietylenów, bo duża ich ilość, zresztą nie tylko polietylenów, opada na dno i światło UV do nich nie dociera. Vaksmaa sugeruje poszukiwania innych grzybów, które żyją w głębszych częściach oceanów i również mają zdolności degradacji plastiku.

- Grzyby morskie są zdolne do rozkładania złożonych materiałów składających się z węgla. Istnieje wiele gatunków grzybów morskich, więc jest prawdopodobne, że oprócz czterech zidentyfikowanych dotychczas gatunków, które degradują plastiki, są też inne gatunki o podobnych zdolnościach - powiedziała Vaksmaa.

Źródło: Royal Netherlands Institute for Sea Research