میکروب‌ها برای تجزیه آلودگی‌های پلاستیکی در حال تکاملند!
براساس مطالعه‌ای در سوئد، میکرو ارگانیسم‌های سیاره زمین طوری در حال تکامل هستند که آلاینده‌های پلاستیکی را مصرف کرده و از بین می‌برند.
طی ۷۰ سال گذشته حجم آلودگی‌های پلاستیکی افزایش وحشتناکی داشته و از رقم سالانه دو میلیون تن به حدود ۳۸۰ میلیون تن رسیده که از این میان سالانه حدود ۸ میلیون تن پلاستیک به اقیانوس‌ها راه پیدا می‌کند. اکنون محققان دانشگاه تکنولوژی چالمرز (Chalmers University of Technology) در سوئد با آنالیز نمونه‌های DNA از سراسر دنیا، با آنزیم‌هایی میکروبی روبه‌رو شده‌اند که توانایی تجزیه پلاستیک را دارد و در نتیجه می‌تواند با این نوع آلودگی مقابله کند. این مطالعه در ژورنال mBIO منتشر شده است.
با وجود افزایش تولید پلاستیک طی دهه‌های اخیر، محققان بر این باورند که این زمان برای تکامل میکرو ارگانیسم‌ها در جهت واکنش به ترکیبات پلاستیکی موجود در محیط کافی بوده است. محققان ابتدا مجموعه‌ای از ۹۵ آنزیم میکروبی را که توانایی تجزیه پلاستیک را داشتند، از جمله آنزیم‌هایی که در باکتری‌های محل‌های دفن زباله وجود دارند، جمع‌آوری کردند. آن‌ها سپس در نمونه‌های DNA گرفته‌شده از محیط زیست به واسطه همکاری محققانی از ۲۰۰ نقطه دنیا، به دنبال آنزیم‌ها مشابه گشتند.
در این تحقیقات بیش از ۲۰۰ میلیون ژن در نمونه‌های DNA برداشته‌شده یافت شد و ۳۰ هزار آنزیم هم که توانایی تجزیه ۱۰ نوع پلاستیک را داشتند پیدا شد. در این مطالعه تلاش شد تا با مقایسه آنزیم‌های جدید با آنزیم‌های موجود در روده انسان که حاوی هیچ آنزیم تخریب‌کننده پلاستیک شناخته‌شده‌ای نیست، از نتایج مثبت کاذب جلوگیری شود.
آلکسی زلزنیاک (Aleksej Zelezniak)، از محققین این مطالعه، می‌گوید: «ما با استفاده از مدل‌های خود، چندین مدرک یافتیم که از این فرضیه حمایت می‌کند که پتانسیل تخریب پلاستیک میکروبیوم تا حد زیادی با شاخص‌های اندازه‌گیری آلودگی پلاستیک در محیط مرتبط است. این نشان می‌دهد که محیط زیست چگونه نسبت به فشارهایی که به آن وارد می‌کنیم واکنش نشان می‌دهد.»
حدودا ۱۲ هزار از این ارگانیسم‌های جدید، در نمونه‌های به‌دست‌آمده از ۶۷ نقطه اقیانوس‌ها در عمق‌های متفاوت به دست آمده‌اند. نمونه‌های خاکی گرفته‌شده هم از ۱۶۹ نقطه در ۳۸ کشور دنیا و ۱۱ زیست‌بوم مختلف جمع‌آوری شده و حاوی ۱۸ هزار آنزیم تجزیه‌کننده پلاستیک بودند.
به‌گفته محققان تعداد آنزیم‌های کشف‌شده در یک منطقه با شدت آلودگی پلاستیک متناسب است. مثلا بیشتر آنزیم‌های تجزیه‌کننده پلاستیک در عمق‌های زیاد اقیانوس پیدا شدند که نشانه ارتباط آن‌ها با مقادیر زیاد پلاستیک است که به عمق دریاها راه پیدا کرده‌اند. در نمونه‌های خاکی غلظت بالاتری از ترکیبات فتالات، نوعی ترکیب افزودنی پلاستیک، دیده می‌شد. این ترکیب در صنعت برای افزایش دوام پلاستیک مورد استفاده قرار می‌گیرد و اغلب در حین تولید، دفع و بازیافت به محیط زیست راه می‌یابد. در نمونه‌های خاکی مقدار بیشتری از آنزیم‌هایی که قادر به تجزیه این نوع از پلاستیک بودند دیده شد.
تقریبا ۶۰ درصد از آنزیم‌های کشف‌شده در این تحقیقات در هیچ‌یک از گروه‌بندی‌های پیشین میکروب‌ها جای نمی‌گیرند. ژان زریمک (Jan Zrimec)، از اعضای تیم، می‌گوید: «درحال‌حاضر ما درباره این آنزیم‌های تجزیه‌کننده پلاستیک اطلاعات بسیار کمی داریم و انتظار نداشتیم که این تعداد از آن‌ها را در بسیاری از میکروب‌ها و زیستگاه‌ها پیدا کنیم. این کشف شگفت‌آور است که گستردگی این مسئله را نشان می‌دهد. »
تجزیه کامل پلاستیک در طبیعت روند بسیار کندی دارد و فرضا برای تجزیه یک بطری از جنس PET به چندین دهه زمان نیاز است. دراین‌میان محققان باور دارند که کشف این آنزیم‌ها میکروبی می‌تواند به راهکارهای تازه‌ای برای بازیافت مواد منجر شود.
زلزنیاک می‌گوید: «قدم بعدی این خواهد بود که آنزیم‌های منتخب را در آزمایشگاه به‌دقت مورد بررسی قرار داده و بسته به قدرت تجزیه‌سازی پلاستیک، آن‌ها را رده‌بندی کنیم. سپس می‌توانیم میکروب‌ها را به‌طور هدف‌مند با تجزیه‌سازی دلخواه مهندسی کنیم.»
