Чи можуть гриби допомогти зменшити проблему пластикового забруднення?

Гриби здатні на багато речей: вони можуть бути інгредієнтом смачних страв, викликати відчуття ейфорії, допомагати підтримувати здоров’я людини та баланс нашої екосистеми.

Але чи знаєте ви, що вони також можуть їсти пластик? Недавні дослідження показали, що певні види грибів можуть розкладати пластик і перетворювати його на органічні речовини.

У цій статті ми розглянемо:

Проблему пластикових відходів

Як і які гриби здатні переробляти пластик

Які складнощі існують у такого способу боротьби із пластиком

Пластик – це міцний та багато в чому незамінний матеріал. Проте за 100 років, що минули з часу його винаходу, пластик перетворився з функціонального матеріалу, що економить час, до сучасного лиха, який засмічує наші вулиці,забруднює водойми та обертається сміттєвим коловоротом в наших океанах розміром із країну.

Щорічно у всьому світі виробляється понад 400 мільйонів тонн пластику.Згідно зі звітом ОЕСР, лише 9% цих відходів переробляється, а 22% потрапляє в навколишнє середовище або утилізується неналежним чином. Це не враховуючи відходи, які вивозяться на звалища або спалюються.Обидва ці способи мають високу екологічну ціну.

За прогнозами ЮНЕП, до 2050 року людство виробить 34 мільярди тонн пластику, і важко навіть уявити, скільки ще пластикових відходів буде розкидано планетою.

Проблема пластика полягає у тому що він не розкладається природним шляхом.

Натомість він розпадається на дрібніші полімерні частинки, які легко поширюються по воді та по повітрю, проникають у ґрунтові води.

Ці дрібні частинки не розчиняються у воді, їх неможливо зібрати та утилізувати чи переробити. Вони накопичуються в екосистемах і харчовим ланцюжком проникають в організми живих істот, у тому числі й людини.

Цікавий факт : середня тривалість життя пакету – 12 хвилин, а розкладання – 400 років. Таким чином, жоден пластиковий пакет у світі ще не розклався.

На жаль, не існує ефективних способів утилізації пластикових виробів, тому вони забруднюють навколишнє середовище, створюючи глобальну екологічну загрозу.

Хоча повторне використання та переробка пластику в нові продукти має свої результати.Такий величезний обсяг пластикових відходів з якими потрібно працювати,показує нам що - це далеко не едине потрібне рішення.

Тому вчені зі всього світу шукають способи,які б допомогли вирішити цю проблему.

Гриби та пластик

За останні десятиліття вчені ідентифікували близько 400 видів грибів, які можуть розщеплювати нафту або рослинний пластик .

Це відкриття сталося в критичний момент, оскільки уряди та компанії в усьому світі рахуються з високою вартістю переробки пластику та технічними обмеженнями,які існують в цій галузі.

Разом з іншими природними інструментами, такими як бактерії та комахи, майбутні заводи з компостування та переробки можуть використовувати гриби для розкладання пластику та навіть для створення нового.

Що таке пластикові гриби?

Існують певні види грибів, які можуть руйнувати такі популярні види пластика, як поліуретан і поліетилен. Поліуретан додається до багатьох предметів споживання, таких як одяг, ізоляційна піна та побутова техніка. Поліетилен, який часто використовують для упаковки харчових продуктів.Він є найпоширенішим пластиком у світі.

Не зовсім зрозуміло, чому гриби так добре справляються з цим завданням. Вони не обов’язково їдять пластик як джерело їжі, як у випадку з деякими бактеріями .

Одне з можливих пояснень: гриби знайшли способи використовувати ці матеріали. Наприклад, у дикій природі ці мікроби можуть на деякий час зачепитися за пластик, оскільки він, як правило, служить довше, ніж багато інших природних матеріалів, і до того ж відштовхує воду воду — а це рідкісна риса в природі.

Пластик у дикій природі пропонує особливий набір властивостей, які мікроорганізми досліджують і використовують.

Як працюють гриби, які харчуються пластиком?

Гриби, які їдять пластик, починають роботу, вивільняючи ферменти або білки, які прискорюють хімічні реакції, щоб розкласти ці полімери. Різні типи ферментів, що виділяються грибами, можуть розщеплювати полімери на менші одиниці, які називаються мономерами.

Але як вони можуть ласувати матеріалами, які почали масово виробляти лише після Другої світової війни?

Відповідь проста.У природі деякі гриби розкладають органічні матеріали, такі як мертві рослини та тварини, тому вони розвинули навички розривати полімери зі структурами, схожими на ті, які є у пластику.

Виявляється, група ферментів, які протягом тривалого часу використовувалися грибами для руйнування лігніну, природного полімеру більшості рослин, добре працює руйнуючи поліетилен і полівінілхлорид масового виробництва пластмас.

Які існують види грибів, що харчуються пластиком?

Pestalotiopsis microspora

Вид грибів з яких усе почалося.

У 2011 році вчені Єльського університету оголосили, що виявили,як кілька грибів з роду Pestalotiopsis перетворюють поліуретановий (PUR) пластик на органічну речовину в лабораторних умовах.

Два види цих грибів могли б вижити на чисто PUR-дієті в місцях без кисню. Це означає, що вони могли б працювати на безкисневих звалищах.

Гриби Pestalotiopsis також були в змозі переробити пластик, який знаходиться у рідині, що свідчить про те, що їх можна було б відправити в океан, щоб зїдати пластикові забруднення.

Вид Pestalotiopsis microspora виконав особливо велику роботу по розщепленню PUR: за два тижні повністю його розклавши.

Pleurotus ostreatus або Глива звичайна

Цей гриб, який зазвичай називають гливою або устричним грибом.Крім наявності смачних і поживних властивостей,він також може ефективно жувати пластик. На початку 2023 року нігерійська команда дослідників оголосила, що Pleurotus ostreatus і його двоюрідний брат Pleurotus pulmonarius успішно розклали поліетилентерефталат (ПЕТ) — надміцний, стійкий до розкладання пластик, який є одним із найпоширеніших у світі (його часто додають у тканини та харчові упаковки).

Було також виявлено, що Pleurotus ostreatus розщеплює суміші пластику в пелюшках і гігієнічних виробах, що містять полімери поліетилен і поліпропілен.Це важливо, оскільки часто складно переробляти предмети, які містять кілька видів пластику.

Schizophyllum commune

У 2014 році австрійський дизайнер Катаріна Унгер оголосила про цікаву ідею: створити пристрій, який за допоможе грибам перетравлювати пластикові відходи та перетворювати їх на їстівні матеріали. Працюючи з вченими з Утрехтського університету в Нідерландах, Унгер мала на меті годувати пластиком Pleurotus ostreatu та гриби під назвою Schizophyllum commune , щоб допомогти їм виростити їжу.

S. commune росте на мертвій деревині на всіх континентах (крім Антарктиди) та може руйнувати пластик і синтетичні полімери, завдяки своїй здатності їсти деревину.

Aspergillus tubingensis

Вид недосконалих грибів, що відноситься до роду аспергілл,Aspergillus. Є перспективним кандидатом на колонізацію пластику. Дослідження 2017 року показало, що Aspergillus tubingensis, отриманий із ґрунту на сміттєзвалищі в Пакистані, може повністю розкласти поліуретан на більш дрібні частини протягом двох місяців.

Родичі A. tubingensis також мають деякі вражаючі навички. Згідно з дослідженням, опублікованим на початку 2023 року , після обробки полімеру теплом або ультрафіолетовим світлом A. terreus зменшив кількість зразків поліпропілену до 25 відсотків протягом 90 днів у лабораторії.

Чи це реалістичне рішення для пластикового забруднення?

Гриби, які харчуються пластиком, не є вирішенням настільки глобальної проблеми з відходами — принаймні, поки що.

На даний момент гриби діють досить повільно, і було показано, що вони працюють лише з кількома типами полімерів.І те, що все спрацювало в строго контрольованих лабораторних умовах, не означає, що вони є надійним рішенням для боротьби з пластиком у дикій природі чи на промислових підприємствах.

Що має статися, щоб це стало частиною процесу переробки?

Щоб це працювало в наших існуючих процесах переробки, техніка має стати набагато швидшою та ефективнішою. Дослідники працюють над виділенням ферментів, які виробляють гриби,що полюбляють пластик.Деякі намагаються створити їх, щоб пришвидшити роботу.

Але перш ніж вони зможуть точно визначити, які ферменти видобувати та створювати, їм потрібно продовжувати вивчати гриби в цілому та визначити, чому вони так добре поїдають пластик.

Вчені також намагаються з’ясувати, чи може застосування тепла, ультрафіолетового світла чи іншої попередньої обробки покращити роботу грибів в цьому завданні.

Потрібно ще провести багато роботи, перш ніж такий спосіб переробки пластику стане привабливим для промисловості та споживачів.Однак вчені сподіваються, що використання нових технологій, таких, як секвенування ДНК і штучного інтелекту, призведе до помітних результатів у цій сфері протягом наступного десятиліття.