Vědci objevili bakterie, které žerou plasty za běžných podmínek

Podle výsledků švýcarské studie existují bakterie s potenciálem rozkládat umělé materiály. Experti je objevili v alpských regionech a také v arktickém prostředí.

Problém s plasty je globální a rozšířený v zemích po celém světě. Zbavit se umělých hmot je obtížné. Vědci již dlouho hledají řešení pomocí bakterií, které mají schopnost rozkládat tuto hmotu.

Bylo objeveno několik druhů takových bakterií, ale mají určitou slabinu - dokážou plasty rozkládat pouze při teplotách nad 30 °C, což vyžaduje přitápění. Tento proces je drahý a není uhlíkově neutrální, uvedla ČT24.

Řešením by mohly být bakterie, které se plastem živí, ale přitom žijí v mnohem nižších teplotách. Až dosud neměli vědci štěstí, ale zdá se, že na jaře roku 2023 se to změnilo. Skupina expertů ze Švýcarska totiž oznámila, že přesně takové mikroorganismy se podařilo nalézt. A to rovnou na dvou místech: ve vysokých nadmořských výškách v Alpách přímo ve Švýcarsku a poté ještě v polárních oblastech.

„Prokázali jsme, že nové mikrobiální druhy nalezené v alpských a arktických půdách dokázaly rozkládat biologicky rozložitelné plasty při teplotě patnácti stupňů Celsia,“ konstatoval hlavní autor studie Joel Rüthi. „Tyto organismy by mohly přispět ke snížení dopadů lidstva na životní prostředí, protože umí pomocí svých enzymů recyklovat plasty.“

Rüthi a jeho kolegové provedli odběr vzorků devatenácti kmenů bakterií a patnácti kmenů hub z oblastí, kde se nachází plastové odpadky v Grónsku, na Špicberkách a ve Švýcarsku.

Většina plastových odpadků ze Špicberků byla získána během Swiss Arctic Project 2018, kdy studenti prováděli terénní výzkumy, aby si osobně uvědomili dopady klimatických změn. Hlína ze Švýcarska byla získána z vrcholu Muot da Barba Peider (2 979 metrů nad mořem) a z údolí Val Lavirun v kantonu Graubünden.

Následně byly jednotlivé kmeny bakterií testovány na jejich schopnost biologicky rozkládat sterilní vzorky nepřírodního polyethylenu (PE) a biologicky rozložitelných polyesterů a polyuretanů (PUR), stejně jako dvou komerčně dostupných směsí biologicky rozložitelných plastů polybutylenadipát-tereftalátu (PBAT) a polymléčné kyseliny (PLA).

Zjistilo se, že žádný z testovaných kmenů nebyl schopen rozkládat PE ani po 126 dnech. Nicméně 56 procent druhů bylo schopno rozkládat PUR při teplotě 15 stupňů a téměř polovina mikroorganismů byla schopna rozkládat směsi plastů PBAT a PLA.

„Překvapilo nás, že jsme zjistili, že velká část testovaných kmenů je schopna rozkládat alespoň jeden z testovaných plastů,“ podotkl Rüthi. Nejlépe si v tom podle něj vedly dva druhy hub z rodů Neodevriesia a Lachnellula, které dokázaly rozložit všechny testované plasty kromě PE.

Vzhledem k relativně krátkému období existence plastů na světě od 50. let 20. století není pravděpodobné, že schopnost rozkládat plastové materiály byla součástí přirozeného výběru, který umožnil těmto mikroorganismům přežít.

Autoři výzkumu vysvětlují, že mikroorganismy mají schopnost produkovat enzymy, které se podílejí na rozkladu buněčných stěn rostlin a polymerních materiálů. Zvláště u rostlinných patogenních hub je pozorována schopnost biologicky rozkládat polyestery. Tato schopnost je pravděpodobně způsobena podobností mezi chemickou strukturou rostlinných molekul a plastových materiálů, což umožňuje některým enzymům rozložit i umělé hmoty.

Výzkumný tým Rüthiho provedl testování mikroorganismů pouze při teplotě 15 stupňů Celsia, a tak zatím není známo, zda je to pro ně optimální teplota, nebo zda by byly efektivnější při jiné teplotě.

Profesor Frey dodal: "Víme však, že většina testovaných mikrobiálních kmenů dobře prosperuje při teplotách mezi 4 a 20 stupni Celsia, přičemž optimální teplota se pohybuje kolem 15 stupňů. Další výzvou bude identifikovat enzymy produkované mikrobiálními kmeny, které jsou schopné rozkládat plasty, a optimalizovat proces získávání těchto enzymů v dostatečném množství. Je také možné, že bude nutné modifikovat enzymy, aby se zlepšily jejich vlastnosti, jako je stabilita bílkovin."