PROIZVODNJA polistirena, materijala za koji još nemamo učinkovit način recikliranja, ubrzano raste i do 2034. godine mogla bi dosegnuti 62 milijuna tona godišnje. Zbog toga većina polistirena završava na odlagalištima, a znanstvenici rješenja traže u prirodi. Novo istraživanje objavljeno u časopisu BMC Microbiology sugerira da bi ključnu ulogu u razgradnji mogle imati gljivice iz probavnog sustava pamukove sovice, piše Science Alert.

Istraživanje probavnog sustava ličinki

Iako su ranije studije otkrile kukce koji mogu grickati plastiku, nije bilo jasno kako se ona točno razgrađuje. Tim biokemičara sa Saveznog sveučilišta São Carlos u Brazilu, pod vodstvom Flávija Henriquea Silve, proveo je eksperimente na ličinkama pamukove sovice (Helicoverpa armigera). Jednu skupinu gusjenica hranili su isključivo ekspandiranim polistirenom (EPS), koji se koristi za ambalažu i izolaciju. Druga je skupina dobivala standardnu laboratorijsku prehranu, a treća mješavinu obje.

Analiza je pokazala da su gusjenice hranjene samo polistirenom imale znatno veće količine gljivica Aspergillus, Trematosphaeria, Metarhizium i Talaromyces u probavnom sustavu. "U mješovitoj prehrani primijetili smo povećanje udjela kvasaca Cryptococcus i Malassezia", navode Silva i njegov tim u radu.

Tragovi na polistirenskom filmu

Istraživači su nakon toga izolirali četiri vrste gljivica kako bi izravno testirali njihovu sposobnost razgradnje polistirena. Za tu svrhu pripremili su tanki polistirenski film bez mjehurića zraka, što je omogućilo lakše uočavanje bilo kakvog djelovanja mikroba.

Gljivice – jedna vrsta iz roda Aspergillus, jedna iz roda Talaromyces i dvije iz roda Penicillium – uzgajane su na filmu 60 dana. Slike snimljene elektronskim mikroskopom otkrile su tragove njihova djelovanja. Nakon što su gljivice isprane, na površini plastike ostali su vidljivi kanalići i šupljine.

Posebno se istaknula gljivica Talaromyces, koja je izbušila rupe u koje su prodrle njezine hife, vlaknaste strukture gljive. "Ako je gljivica uspjela narasti na tom filmu, to je zato što ga je koristila kao izvor ugljika, odnosno kao hranu", objasnio je Silva. Za usporedbu, kontrolni uzorci filma koji nisu bili izloženi sporama ostali su potpuno glatki.

Kemijski procesi ostaju nepoznanica

Unatoč vidljivim promjenama na površini plastike, kemijski procesi koji stoje iza razgradnje još nisu poznati. Nije jasno koriste li gljivice enzime za potpunu probavu polistirena ili ga samo usitnjavaju na manje komadiće. Također se ne zna koji su nusproizvodi tih reakcija.

Razumijevanje tih mehanizama ključan je sljedeći korak. "Trebalo bi provesti daljnja istraživanja, poput Fourierove transformacijske spektroskopije, kako bi se bolje karakterizirale promjene na površini, uključujući ugradnju funkcionalnih skupina povezanih s kisikom", predlažu istraživači.

Nepoznat je i postotak plastike koji su gljivice uspjele razgraditi u dva mjeseca. To znači da se još ne može procijeniti učinkovitost ovih mikroba, što je ključan podatak za moguću biotehnološku primjenu na industrijskoj razini.

Iako su i ranije otkriveni brojni mikrobi i kukci sa sposobnošću razgradnje plastike, nijedan dosad nije doveo do rješenja koje bi se primjenjivalo u širim razmjerima. Izolacija ključnih enzima mogla bi biti prikladniji pristup. "Naši rezultati ukazuju na moguću buduću primjenu ovih gljivica i/ili njihovih gena ili enzima u procesu razgradnje polistirena", zaključuje se u studiji.