随着越來越多的塑膠廢物暴露在環境中，自然界也在尋找新的應對方法進行“自我”消化。據外媒報道，一項發表在美國微生物領域mBio期刊上的研究表明，全球海洋和土壤中的微生物正在進化，以降解不斷增多的人類制造的塑膠廢物。
微生物的進化：污染越重，酶的種類和數量就越多
該研究由瑞典學者發起，是對微生物塑膠降解潛力進行的首次大規模全球評估。研究人員從世界236個不同地點采集微生物樣本。在收集分析的微生物樣本中，發現近四分之一樣本攜帶可以降解塑膠的酶。然後，研究人員将這些酶與95種已知可降解塑膠的微生物酶進行對比分析。
研究結果顯示，從提取的微生物樣本中發現了3萬種不同的酶，其中近60%的酶不屬于任何已知的酶類，這些微生物以“未知的方式”，可降解約10種不同類型的塑膠。
↑巴厘島貝拉瓦海灘上的塑膠垃圾。
此外，研究人員還發現，不同地區酶的數量和類型與塑膠廢物的數量、類型相比對。他們指出，從海洋中提取的微生物樣本中發現了大約1.2萬種新酶，而在越深的海底（塑膠污染更為嚴重），酶的含量就越高。在土壤中提取的微生物樣本中，研究人員也發現塑膠污染嚴重的地區，微生物酶的種類就越豐富，且數量也更多。
“我們的多個研究結果證明了，全球微生物群的塑膠降解潛力與塑膠污染密切相關——這也說明了環境是如何應對我們不斷向其施加的污染壓力。”研究作者、瑞典查爾姆斯理工大學教授阿列克謝·澤列茲尼亞克表示。同時，研究者揚·茲裡梅克教授也表示，“我們沒想到會發現如此多的微生物酶，這也反映了塑膠污染的嚴重性。”
大自然的啟示：有望将新的酶引入塑膠降解
研究人員表示，在過去70年時間裡，塑膠産量從每年200萬噸激增至3.8億噸。每年有近1.5億噸塑膠被填埋或釋放到環境中，而其中超過800萬噸塑膠随河水流入海洋。大多數塑膠廢物不會降解，隻是通過數年的時間分解成微粒。據此前研究，從珠穆朗瑪峰的頂峰到深海區域，甚至人類的腸胃中，都發現了微塑膠。塑膠需求增加而引發的環境危機，導緻塑膠後端的收集和處理也愈加受到各界重視。
↑此前，英國科學家約翰 · 麥基漢等人合成了一種新的“超級酶”，以解決塑膠垃圾難題。
但目前很多塑膠很難回收再利用或有效降解，科學界也一直在尋找可以分解塑膠的微生物酶。2016年，科學家在日本垃圾場中發現了第一種自然進化的可降解塑膠的微生物細菌。科學家們對其展開研究，了解其如何産生關鍵酶。随後科學家對該種生物酶進行了調整和改進，在幾天的時間内可分解PET塑膠。在2020年，經再一次調整，其分解塑膠的速度提高了六倍。
而數萬種新型微生物酶的發現，将有助于研究者進一步了解生物分解塑膠的機制和步驟，促進合成生物學研究，在工業塑膠廢物生物降解方面有所突破。另一方面，使用酶可以将塑膠解聚恢複到原始單體結構，進而實作塑膠的重複使用，減少新塑膠生産的需求。
“下一步就是在這些新酶中選出最有希望的候選酶，密切研究它們的特性及塑膠降解能力，”澤列茲尼亞克說道。“基于此研究，還可以針對特定塑膠類型設計出不同的降解方式。”
紅星新聞記者 王雅林 實習記者 丁文
編輯 張尋
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