Nie od dziś wiemy, że wszechobecne plastikowe odpady stanowią dla ludzkości coraz większe wyzwanie. Szczególnie problematyczny jest w tym kontekście mikroplastik, który może przedostawać się do układów pokarmowych i oddechowych tak zwierząt, jak i ludzi. Sporo wskazuje jednak na to, że w walce z nim możemy zyskać nieoczekiwanego sojusznika.
Zanieczyszczenie tworzywami sztucznymi stało się dużym problemem, ale być może wkrótce otrzymamy pomocną dłoń od… bakterii. Niedawne badania 29 europejskich jezior wykazało, że niektóre żyjące w nich rodzaje bakterii szybciej się namnażają na odpadkach z tworzyw sztucznych niż na materii naturalnej, jak liście czy gałązki.
Bakterie rozkładają związki węgla w plastiku, aby wykorzystać je jako pokarm. Naukowcy twierdzą, że wzbogacanie wód konkretnymi gatunkami bakterii może być naturalnym sposobem na usuwanie zanieczyszczeń z tworzyw sztucznych ze środowiska.
Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma „Nature Communications” (DOI: 10.1038/s41467-022-31691-9).
Mikroplastik pożywieniem dla bakterii
Grupa naukowców z University of Cambridge dokładnie zbadała 29 jezior. Okazuje się, że żyjące w nich bakterie są w stanie rozwijać się szybciej i lepiej na plastikowych torebkach, niż na jakichkolwiek innych, naturalnych „odpadach”, takich jak chociażby gałęzie czy liście. Jak to jest możliwe? Otóż żyjące w zbadanych jeziorach bakterie są w stanie rozbijać związki węgla wchodzące w skład plastikowych opakowań i zwyczajnie traktują je jak pożywienie. Trzeba przy tym podkreślić, że jest to dla nich pożywienie wyjątkowo odżywcze, ponieważ przy zaledwie 4 proc. wzroście poziomu związków węgla w jeziorach tempo wzrostu bakterii wzrosło ponad dwukrotnie.
Co ciekawe wygląda na to, że w przypadku bakterii apetyt również rośnie w miarę jedzenia, ponieważ stają się także bardziej efektywne w rozbijaniu odpadów organicznych. Z drugiej strony im w danym jeziorze mniej było materii organicznej, mogącej stanowić potencjalne źródło pokarmu dla bakterii, tym chętniej sięgały one po plastikowe odpady.
Istotny jest też w tym kontekście fakt, że związki węgla będące efektem rozbicia plastiku przez bakterie chemicznie różnią się od tych powstałych w wyniku takiego samego procesu w przypadku gałęzi i liści. Ważne jest też to jak wiele różnych rodzajów bakterii żyje w danym jeziorze. W tych, w których zaobserwowano ich większą różnorodność, rozkład plastiku następował szybciej.
Potencjalne korzyści odkrycia
Między sierpniem a wrześniem 2019 roku zbadanych zostało łącznie 29 skandynawskich jezior. Dobierano je tak, aby uwzględnić możliwie różne warunki. Różniły się więc one wielkością, głębokością, przeciętną temperaturą i przede wszystkim różnorodnością obecnych w nich związków węgla.
Odpowiednio przygotowano materiał do badania: pocięto dostępne w 4 brytyjskich sieciach handlowych worki plastikowe, których kawałki następnie badacze moczyli w wodzie aż do momentu, kiedy zaczęły uwalniać substancje zawierające związki węgla. Uzyskana w ten sposób woda została zmieszana w szklanych butelkach z próbkami wody pobranymi z jezior. Dla porównania do części próbek „plastikowej wody” dodano destylowaną. Po 72 godzinach w ciemności we wszystkich próbkach zbadano poziom aktywności bakterii.
W badaniu mierzono wzrost bakterii poprzez przyrost masy, a efektywność wzrostu bakterii poprzez ilość dwutlenku węgla uwalnianego w procesie wzrostu. W wodzie zawierającej związki węgla pochodzące z plastiku bakterie bardzo skutecznie podwoiły swoją masę. Około 50 proc. tego węgla zostało wykorzystane przez bakterie w ciągu 72 godzin.
Z jednej strony naukowcy sugerują, że w istocie poczynione obserwacje prowadzą do wniosku, że umieszczenie bakterii określonego rodzaju w jeziorach może pomóc w oczyszczeniu ich z mikroplastiku. Może to też doprowadzić do wzmocnienia tamtejszych łańcuchów pokarmowych, ponieważ większa ilość bakterii może oznaczać więcej pokarmu dla nieco większych organizmów, a w konsekwencji nawet dla ryb i ptaków. Nie zwalnia to jednak ludzkości z odpowiedzialności i nie zmniejsza konieczności ograniczenia produkcji plastiku jako takiego. Jest to istotne szczególnie dlatego, że niektóre z wykorzystywanych do ich produkcji związków chemicznych są wyjątkowo toksyczne.
Źródło: University of Cambridge, fot. Oregon State University/ CC BY-SA 2.0/ Flickr
