Kiedy słyszymy słowo „plastik”, niemal automatycznie myślimy o butelkach, torebkach i mikroplastiku w oceanie — o syntetycznych materiałach stworzonych przez człowieka.
Jednak historia polimerów, przypominających niektóre współczesne bioplastiki, zaczęła się na długo przed nami.
Mikroorganizmy wytwarzają własne poliestry — polihydroksyalkaniany, czyli PHA. Dla bakterii to rodzaj zapasów: przechowują w nich węgiel i energię, które mogą wykorzystać później. Teraz naukowcy odkryli nieoczekiwaną część tego naturalnego cyklu:
taki „bioplastik” potrafią rozkładać również zwierzęta.
Mały robak z wielką wskazówką
Do odkrycia badaczy doprowadził niezwykły morski robak Olavius algarvensis o długości zaledwie około 12–25 milimetrów.
Nie ma on ani ust, ani żołądka, ani jelit, ani narządów wydalniczych.
Żyje w piaskach Morza Śródziemnego i jest całkowicie zależny od społeczności bakterii symbiotycznych, znajdujących się tuż pod jego tkanką okrywającą.
Jeden z tych bakteryjnych partnerów gromadzi PHA w ogromnych ilościach. Naukowcy ustalili, że polimery te mogą stanowić do 42% zapasów węgla symbionta.
I tutaj pojawiło się kluczowe pytanie: czy sam robak może wykorzystywać ten materiał jako pokarm?
Okazało się, że tak.
Naukowcy odkryli u Olavius enzym zdolny do rozkładania PHA na prostsze cząsteczki — monomery hydroksyalkanianowe. Następnie cząsteczki te mogą być włączane w procesy metaboliczne organizmu.
Powstaje zadziwiający system: bakterie tworzą zapasy — zwierzę zyskuje możliwość ich wykorzystania.
Jednak historia ta okazała się znacznie szersza niż przypadek jednego małego robaka.
Odkrycie nabrało rozmachu
Badacze z Instytutu Mikrobiologii Morskiej im. Maxa Plancka zaczęli poszukiwać podobnych enzymów u innych zwierząt.
I odkryli je u ponad 66 gatunków z dziewięciu różnych typów zwierząt — wśród robaków morskich, gąbek, rozgwiazd, skoczogonków, a nawet dżdżownic.
Przed naszymi oczami wyłania się zupełnie inne spojrzenie na „plastik”.
Natura od dawna wytwarza materiały podobne do współczesnych biodegradowalnych plastików.
Jedne organizmy je tworzą.
Inne potrafią je rozkładać.
A produkty rozpadu ponownie wracają do obiegu metabolicznego.
Materiał niekoniecznie musi być punktem końcowym.
Może on stanowić część cyklu.
Nie oznacza to jednak, że zwierzęta zjadają nasz plastik
Tutaj przebiega zasadnicza granica.
Badanie dotyczy PHA pochodzenia naturalnego, wytwarzanych przez mikroorganizmy.
Nie dowodzi ono, że Olavius lub inne badane zwierzęta są w stanie przetwarzać butelki PET, plastikowe torby czy inne znane nam tworzywa sztuczne pochodzenia naftowego.
I właśnie to rozróżnienie czyni odkrycie jeszcze ciekawszym. Problem plastiku okazuje się nie tylko kwestią: „Z czego jest zrobiony?”
Istnieje drugie pytanie: „Co się z nim stanie później?”
Systemy naturalne kształtowały się wraz z mechanizmami, które przywracają substancje do cykli biologicznych.
Ludzkość natomiast nauczyła się tworzyć ogromne ilości materiałów syntetycznych znacznie szybciej, niż pojawiły się bezpieczne i skalowalne sposoby na przywracanie ich do obiegu.
I właśnie tutaj mały morski robak staje się niespodziewanie interesujący nie tylko dla biologów.
Co to odkrycie dodało do brzmienia planety?
Olavius algarvensis — maleńkie stworzenie bez ust i jelit — opowiada historię znacznie większą niż ono samo.
Życie istnieje nie tylko dzięki zdolności do tworzenia.
Istnieje ona dzięki zdolności do przywracania tego, co zostało stworzone, do obiegu.
I być może w tym miejscu natura daje nam bardzo praktyczną wskazówkę inżynieryjną.
Tworząc nowy materiał, nie wystarczy zapytać: „Z czego możemy go zrobić?”
Warto jednocześnie zadać drugie pytanie: „Dokąd będzie mógł wrócić po użyciu?”
Ponieważ w przyrodzie zakończenie jednego procesu często staje się początkiem kolejnego.
Nic nie kończy się na materiale. Cykl trwa dalej.
