大自然发明塑料的时间比人类更早:而且它知道如何回收利用

作者: Inna Horoshkina One

自然界原始的生物塑料是动物的食物。

当我们听到 “塑料”这个词时,几乎会下意识地想到瓶子、塑料袋和海洋中的微塑料——即人类创造的合成材料。

但与某些现代生物塑料相似的聚合物,其历史远在我们之前就已经开始了。

微生物会制造属于它们自己的聚酯—— 聚羟基烷酸酯,即 PHA。对于细菌来说,这是一种储备:它们在其中储存碳和能量,以备日后使用。现在,科学家们发现了这个自然循环中意想不到的一环:

动物也能够分解这种“生物塑料”。

小蠕虫带来的大启示

一项不同寻常的海洋蠕虫研究将研究人员引向了这一发现,这种蠕虫名为 Olavius algarvensis ,体长仅约 12–25 毫米

它没有嘴、胃、肠道或排泄器官。

它生活在地中海的沙子里,完全依赖于位于其表皮组织下方的共生细菌群落。

其中一种细菌伙伴会大量积累 PHA。研究人员确定,这些聚合物可占到 42% 共生体碳储备

于是,一个关键问题随之产生: 这种蠕虫本身能否将这种物质当作食物来利用?

事实证明,可以。

科学家们在 Olavius 体内发现了一种酶,能够将 PHA 分解为更简单的分子——羟基烷酸单体。随后,这些分子可以被纳入生物体的代谢过程中。

由此形成了一个令人惊叹的系统: 细菌制造储备,而动物则能够利用这些储备。

但故事的发展远不止于这一条小小的蠕虫。

这一发现的意义愈发深远

马克斯·普朗克海洋微生物研究所的研究人员开始在其他动物身上寻找类似的酶。

结果发现,在 超过 66 个物种中发现了它们,这些物种分属于九个不同的动物门类 ——包括海虫、海绵、海星、弹尾虫,甚至蚯蚓。

这让我们对“塑料”有了完全不同的认识。

大自然早已在制造类似于现代可生物降解塑料的物质。

一些生物负责制造它们。
另一些生物则能够分解它们。
而分解产物又重新回到了代谢循环中。

这种物质并不一定会成为最终的终点。

它完全可以成为循环的一部分。

但这并不意味着动物在吃我们的塑料。

这里存在一条至关重要的界限。

这项研究涉及的是 由微生物产生的天然 PHA

它并未表明 Olavius 或其他被研究的动物有能力处理 PET 瓶、塑料袋或我们日常生活中常见的其他石油基塑料。

正是这种区别使得这一发现更加引人入胜。塑料问题不仅仅是一个关于以下内容的问题: “它是由什么制成的?”

还有第二个问题: “之后它会怎样?”

自然系统的形成伴随着将物质回归生物循环的机制。

而人类创造大量合成材料的速度,远快于开发出安全且可规模化地将其回归循环的方法的速度。

正是在这一点上,这条小小的海虫不仅引起了生物学家的关注,也出人意料地引起了更广泛的兴趣。

这一发现为地球的生命乐章增添了什么?

Olavius algarvensis ——这种没有嘴和肠道的微小生物——讲述了一个远比它自身宏大的故事。

生命的存在不仅依赖于创造的能力。
它的存在归功于将创造物回归循环的能力。

或许,大自然在这里为我们留下了一个非常实用的工程学启示。

在创造新材料时,仅仅问一句“我们能用什么来制造它?”是不够的。 “我们能用什么来制造它?”

同时还应该问第二个问题: “它在使用后能回归到哪里?”

因为在自然界中,一个过程的终点往往是另一个过程的起点。

物质并非一切的终结,循环仍在继续。

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来源

  • Животные питаются природным биопластиком на протяжении миллионов лет - NEWSru.co.il

  • Olavius algarvensis - Wikipedia

  • Nature's original bioplastic is food for animals | Max-Planck-Gesellschaft

  • Ученые выяснили, что животные способны расщеплять природный биопластик

  • Животные оказались способны перерабатывать природный биопластик — Интермонитор

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