Μια σημαντική επιστημονική ανακάλυψη έρχεται να δημιουργήσει νέες ελπίδες στη μάχη κατά της πλαστικής ρύπανσης, ενός από τα μεγαλύτερα περιβαλλοντικά προβλήματα της εποχής μας.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Κωνσταντίας στη Γερμανία εντόπισαν ένα ασυνήθιστο ένζυμο, το οποίο επιτρέπει σε βακτήρια να διασπούν συγκεκριμένα είδη πλαστικών υλικών.
Το ένζυμο απέκτησε το χαρακτηριστικό παρατσούκλι «Pac-Man», καθώς η ιδιαίτερη μοριακή δομή του θυμίζει τον γνωστό χαρακτήρα των βιντεοπαιχνιδιών.
Ωστόσο, πίσω από αυτή την παιχνιδιάρικη ονομασία κρύβεται μια ανακάλυψη με σοβαρές επιστημονικές και περιβαλλοντικές προεκτάσεις.
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό The ISME Journal, προσφέρει νέα στοιχεία για τον τρόπο με τον οποίο μικροοργανισμοί μπορούν να αξιοποιούν ορισμένα συνθετικά υλικά ως πηγές θρεπτικών συστατικών.
Το ένζυμο που λειτουργεί σαν μικροσκοπικός «καταστροφέας» πλαστικού
Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και χρόνια ότι ορισμένα βακτήρια μπορούν να αναπτύσσονται πάνω σε πλαστικές επιφάνειες. Αυτοί οι μικροοργανισμοί δημιουργούν αποικίες, σχηματίζοντας ένα ιδιαίτερο οικοσύστημα που ονομάζεται «πλαστισφαίρα».
Μέχρι σήμερα όμως, ένα από τα βασικά ερωτήματα ήταν πώς ακριβώς ορισμένα βακτήρια καταφέρνουν να διασπούν τα πλαστικά και να αξιοποιούν τα συστατικά τους.
Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τους βιολόγους Harry Lerner και David Schleheck, ανακάλυψε ένα ένζυμο που ανήκει στην κατηγορία των εστερασών.
Η λειτουργία του βασίζεται στη διάσπαση συγκεκριμένων χημικών δεσμών που υπάρχουν σε ορισμένους πολυεστέρες.
Το πιο ενδιαφέρον χαρακτηριστικό του είναι ότι μπορεί να παραμένει προσκολλημένο στην επιφάνεια των βακτηριακών κυττάρων.
Έτσι, τα βακτήρια αποκτούν τη δυνατότητα να επιδρούν απευθείας στο υλικό με το οποίο έρχονται σε επαφή.
Με απλά λόγια πρόκειται για έναν φυσικό μηχανισμό που επιτρέπει σε μικροσκοπικούς οργανισμούς να αποδομούν ορισμένα πλαστικά από την επιφάνειά τους.
Το πείραμα που αποκάλυψε εντυπωσιακά αποτελέσματα
Για να εξετάσουν τη διαδικασία, οι ερευνητές τοποθέτησαν διαφορετικά πλαστικά υλικά σε δασικό έδαφος και παρακολούθησαν τη συμπεριφορά τους για αρκετούς μήνες.
Τα αποτελέσματα παρουσίασαν σημαντικές διαφορές ανάλογα με τη χημική σύσταση κάθε υλικού.
Ορισμένα βιοδιασπώμενα πλαστικά αποδομήθηκαν πλήρως μέσα σε περίπου εννέα έως έντεκα μήνες. Αντίθετα, το συμβατικό πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας, γνωστό ως HDPE, παρέμεινε σχεδόν ανεπηρέαστο.
Η διαφορά αυτή αποδεικνύει ότι δεν μπορούν όλα τα πλαστικά να αντιμετωπιστούν με τον ίδιο τρόπο.
Όταν οι επιστήμονες εξέτασαν τα δείγματα χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, παρατήρησαν μικροσκοπικές οπές στις επιφάνειες των βιοδιασπώμενων υλικών. Το μέγεθος και το σχήμα τους αντιστοιχούσαν περίπου στις διαστάσεις βακτηριακών κυττάρων.
Η παρατήρηση οδήγησε στην υπόθεση ότι τα βακτήρια μπορούσαν να εισχωρούν στα υλικά, διασπώντας σταδιακά τη δομή τους.
Μια ανακάλυψη με απρόσμενη σχέση με τα αντιβιοτικά
Η έρευνα αποκάλυψε και ένα δεύτερο, ιδιαίτερα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό του ενζύμου.
Εκτός από την ικανότητά του να διασπά συγκεκριμένους πολυεστέρες, το ένζυμο μπορούσε να επιδρά και στην πενικιλίνη, ένα από τα γνωστότερα αντιβιοτικά.
Το εύρημα δημιουργεί νέα ερωτήματα σχετικά με την πιθανή σύνδεση ανάμεσα στους μηχανισμούς διάσπασης πλαστικών και την ανθεκτικότητα των βακτηρίων στα αντιβιοτικά.
Οι επιστήμονες επισημαίνουν ότι απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να αποσαφηνιστεί η πραγματική σημασία αυτής της ιδιότητας.
Πρόκειται, πάντως, για μια υπενθύμιση ότι οι μικροοργανισμοί διαθέτουν πολύπλοκους βιολογικούς μηχανισμούς, οι οποίοι μπορούν να εξυπηρετούν περισσότερες από μία λειτουργίες.
Μπορεί το ένζυμο να εξαφανίσει τα πλαστικά από τους ωκεανούς;
Παρά τον ενθουσιασμό που προκαλεί η ανακάλυψη, οι επιστήμονες ξεκαθαρίζουν ότι δεν πρόκειται για μια μαγική λύση που μπορεί να εξαφανίσει όλα τα πλαστικά απορρίμματα.
Το ένζυμο δρα σε συγκεκριμένα υλικά με κατάλληλη χημική δομή και δεν έχει αποδειχθεί ότι μπορεί να διασπά αποτελεσματικά τα περισσότερα συμβατικά πλαστικά που συσσωρεύονται στο περιβάλλον.
Αυτό σημαίνει ότι η αντιμετώπιση της ρύπανσης εξακολουθεί να απαιτεί περιορισμό των απορριμμάτων, αποτελεσματικότερη ανακύκλωση και ανάπτυξη πιο βιώσιμων προϊόντων.
Η νέα μελέτη δείχνει ότι η φύση μπορεί να προσφέρει πολύτιμες απαντήσεις σε προβλήματα που δημιούργησε η ανθρώπινη δραστηριότητα.
Το επόμενο βήμα είναι να κατανοηθεί καλύτερα η λειτουργία αυτών των ενζύμων και να εξεταστεί αν μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ασφάλεια και αποτελεσματικότητα σε βιομηχανικές εφαρμογές.
