Ежегодно в океан попадает около 625 000 мусоровозов пластика, поэтому поиск способов разложения этих соединений имеет решающее значение для экологии. Вот где в дело вступают морские микроорганизмы с суперспособностями переваривать непереваримое.
Пластик является наиболее распространенным загрязнителем морской среды, а пластиковые поверхности являются самой быстрорастущей средой обитания в океане. Исследователи из Гавайского университета (UH) в Маноа недавно обнаружили, что многие виды грибов, выделенные из прибрежной среды Гавайев, обладают способностью разлагать пластик, а некоторые из них можно приучить делать это быстрее. Работа опубликована в журнале Mycologia.
«Пластик в окружающей среде сегодня чрезвычайно долговечен, и его практически невозможно разложить с помощью существующих технологий, - говорит Ронья М. Штайнбах, которая руководила этим исследованием, будучи студенткой бакалавриата по биологии моря в Колледже естественных наук Маноа при Университете Хьюстона. - Наше исследование выделяет морские грибы как перспективную и в значительной степени неиспользованную группу для изучения новых способов переработки и удаления пластика из природы. Очень немногие люди изучают грибы в океане, и мы подсчитали, что в настоящее время описано менее одного процента морских грибов».
Для потребителей пластик дешев, прочен и удобен, но пластиковые отходы проблематичны, потому что вместо того, чтобы разлагаться, он распадается на микропластик под воздействием солнечного света, тепла и физической силы. Пластик вреден для морских экосистем - может концентрировать опасные химикаты, такие как фталаты и бисфенол А; захватывать прямой наносить вред животным, которые запутываются в пластиковых скоплениям, или попадать в организм и приводить к гибели морских животных из-за недоедания. С учетом того, что ежегодно в океан попадает около 625 000 мусоровозов пластика, поиск способов разложения этих соединений имеет решающее значение.
Различные микробы, включая бактерии и наземные грибы, были протестированы на предмет их способности разлагать пластик, с надеждой, что биотехнологии когда-нибудь смогут быть развернуты в экологически значимых масштабах. Хотя ранее было обнаружено, что многие наземные грибы разлагают различные типы пластика, группа исследователей из Школы океанологии и наук о Земле и технологиях UH Mānoa (SOEST) сосредоточила свое внимание на своей большой коллекции грибов, которые они выделили из песка, водорослей, кораллов и губок в прибрежной зоне Гавайев.
Разнообразие красочных морских грибов, выращенных в чашках Петри в лаборатории Энтони Аменда. Автор фото: Сирена Уитнер, Гавайский университет.
«Грибы обладают суперспособностью поедать то, что не могут переварить другие организмы (например, древесину или хитин), поэтому мы проверили грибы из нашей коллекции на их способность переваривать пластик», - говорит Энтони Аменд, профессор Тихоокеанского центра биологических исследований, возглавляющий лабораторию, где Штейнбах и Сирена Уитнер, соавтор исследования и аспирантка факультета морской биологии, проводили исследование.
Соавтор исследования Сирена Уитнер в экспедиции по сбору грибов в прибрежных водах Гавайев. Автор фото: Брайсон Гонсалес, Гавайский университет.
Команда наполнила небольшие тарелки полиуретаном, распространенным пластиком, часто используемым в медицинских и промышленных продуктах, таких как пены, гибкие материалы и клеи, и измерила, потребляют ли грибы пластик и насколько быстро. Исследователи отобрали грибы, которые росли быстрее всего, и экспериментально эволюционировали с ними, чтобы увидеть, смогут ли эти грибы со временем, при большем воздействии полиуретана, адаптироваться к более быстрому и эффективному поеданию пластика.
«Мы были потрясены, обнаружив, что более 60% грибов, которые мы собрали в океане, обладали некоторой способностью поедать пластик и превращать его в грибы, - отмечает Штайнбах. - Мы также были поражены тем, как быстро грибы смогли адаптироваться. Было очень волнительно увидеть, что всего за три месяца, относительно короткий промежуток времени, некоторые грибы смогли увеличить свою скорость питания на целых 15%».
Поскольку Гавайи расположены в северо-тихоокеанском субтропическом круговороте, океанские течения доставляют к берегам пластиковые отходы со всего мира, а неподалеку находится Большое тихоокеанское мусорное пятно.
Команда UH Mānoa сейчас расширяет свои исследования, чтобы выяснить, могут ли эти перспективные грибы и другие виды поедать различные виды пластика, такие как полиэтилен и полиэтилентерефталат, которые еще труднее разлагать, и даже более крупные источники загрязнения морской среды. Ученые также пытаются понять на клеточном и молекулярном уровне, как грибы способны разлагать эти соединения.
«Мы надеемся на сотрудничество с инженерами, химиками и океанографами, которые смогут использовать эти результаты в реальных решениях по очистке наших пляжей и океанов», - поделилась Штайнбах.
Источник: University of Hawaii at Manoa. Автор: Марси Грабовски.
На заглавном фото морские грибы, выделенные из окрестностей Оаху, поедают полиуретановый пластик. Прозрачные ореолы вокруг грибковых пробок на чашке Петри показывают области деградации пластика. Автор фото: Ронья Штайнбах, Гавайский университет.