伟哉大自然 微生物正在进化出分解塑胶的能力

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    有愈来愈多分解塑胶的细菌被发现,这些细菌化合出独特的塑胶分解酶。图/瑞典查尔姆斯理工大学(photo:ChinaTimes)
    有愈来愈多分解塑胶的细菌被发现,这些细菌化合出独特的塑胶分解酶。图/瑞典查尔姆斯理工大学(photo:ChinaTimes)

    2016年,科学家在日本一处塑胶回收中心周围的土壤和污泥里,发现一种可以分解塑胶的细菌,这种细菌可以分解PET塑胶(Dacron,达克纶),它们演化出一种相当特别的消化酶。科学家认为日本发现的细菌应该不是特例,因此扩大调查,现在确实发现更多的分解塑胶的降解酶。

    新阿特拉斯(New Altas)报导,2018 年,美国一组科学家在这项研究的基础上,生产了一种更有效的降解酶,消化塑胶的效率提高20%左右。同一个团队在2020 年再开发出更先进的版本,能够以原版酶的6倍速度消化塑胶垃圾。

    瑞典查尔姆斯理工大学(Chalmers University of Technology)的研究团队则发现,有更多的细菌已经具有消化塑胶的能力,研究人员分析来自世界各地数百个海洋和陆地位置的环境DNA样本,并使用电脑建模,来筛选它们是否具有分解塑胶的微生物酶。

    他们发现总共有3万种酶,具有降解10种常见塑胶的潜力,然后科学家们再海洋塑胶污染程度进行交叉分析。结果证明,污染最严重的地区,例如地中海和南太平洋,也是塑胶分解酶含量最高的地方。

    这些酶广泛分佈在海洋和陆地上,但是在海洋环境似乎浓度更高,可能是海里有更高浓度的微塑胶,也可能是海洋的细菌种类更多。

    研究的第一作者Jan Zrimec表示,我们目前对这些塑胶降解酶知之仍然甚少,我们从没想到有这么多不同的微生物,已经演化出如此多样的降解酶,这同时反应两件事,一是塑胶垃圾的严重性,二是大自然演化能力的迅速。

    随着开发中国家中数量的增多,在过去7年左右的时间,更多的塑胶被制造,也就有更多的塑胶垃圾,每年塑胶制造量从7年前的200万吨,勐增至惊人的3.8亿吨,每年约有800万吨被沖入海洋,这当然为微生物提供了一个相当大的演化空间,但人类所制造的垃圾量如此之大,不是大自然能快速解决的,因此我们更有责任来解决这个问题。

    科学家的下一步是在实验室中测试最有前途的分解酶,研究它们的特性和大量制作的方法,说不定可以有效清除塑胶垃圾问题。