大自然發明塑膠的時間比人類更早:而且知道如何回收利用

作者: Inna Horoshkina One

自然界原始的生物塑料是動物的食物。

當我們聽到 「塑膠」這個詞時,幾乎會自動聯想到瓶子、塑膠袋和海洋中的微塑膠——即人類製造的合成材料。

但與某些現代生物塑膠相似的聚合物歷史,早在我們出現之前就已經開始了。

微生物會產生自己的聚酯—— 聚羥基烷酸酯(PHA)。對細菌而言,這是一種儲備物:它們將碳和能量儲存在其中,以便日後使用。現在,科學家們發現了這個自然循環中意想不到的一環:

動物也能夠分解這種「生物塑膠」。

小蠕蟲帶來的重大啟示

引領研究人員做出這項發現的是一種奇特的海生蠕蟲 Olavius algarvensis ,其長度僅約 12–25 毫米

它沒有嘴巴、胃、腸道或排泄器官。

它生活在地中海的沙層中,完全依賴位於其表皮組織下方的共生細菌群落。這些細菌夥伴中的一種會大量積累 PHA。研究人員確定,這些聚合物可佔共生體碳儲量的

高達 42% 的碳儲量

關鍵問題隨之而來: 這種蠕蟲本身能將這種物質當作食物嗎?

結果證明,可以。

科學家在 Olavius 體內發現了一種酶,能夠將 PHA 分解成更簡單的分子——羥基烷酸單體。隨後,這些分子便能納入生物體的代謝過程中。

這形成了一個令人驚嘆的系統: 細菌製造儲備,而動物則能加以利用。

但這個故事的意義遠不止於一條小小的蠕蟲。

發現的規模擴大了

馬克斯·普朗克海洋微生物研究所(Max Planck Institute for Marine Microbiology)的研究人員開始在其他動物身上尋找類似的酶。

結果發現,在 66 種來自九個不同動物門類的物種中都存在這種酶 ——包括海蟲、海綿、海星、跳蟲,甚至是蚯蚓。

我們對「塑膠」的看法因此產生了截然不同的視角。

大自然早已在製造類似現代生物可降解塑膠的材料。

有些生物負責製造。
有些生物則有能力將其分解。
而分解後的產物又會重新回到代謝循環中。

這種物質並不一定會成為最終的廢棄物。

它可能仍是循環的一部分。

但這並不意味著動物會吃掉我們的塑膠

這裡有一條至關重要的界線。

這項研究涉及的是 由微生物產生的天然 PHA

它並未顯示 Olavius 或其他被研究的動物有能力處理 PET 寶特瓶、塑膠袋或我們日常生活中常見的其他石油基塑膠。

而正是這種區別讓這項發現變得更加有趣。塑膠問題不僅僅是一個關於以下問題的課題: 「它是用什麼製成的?」

還有第二個問題: 「之後會發生什麼事?」

自然系統在形成過程中,也伴隨著將物質回歸生物循環的機制。

然而人類創造大量合成材料的速度,遠遠超過了開發出安全且可規模化循環利用方式的速度。

正是在這一點上,這條小小的海蟲不僅引起了生物學家的興趣,也引發了更廣泛的關注。

這項發現為地球的生命樂章增添了什麼?

Olavius algarvensis ——這種沒有嘴巴和腸道的微小生物——講述了一個遠比它自身更宏大的故事。

生命的延續不僅僅依賴於創造的能力。
它之所以存在,是因為它具備將創造物回歸循環的能力。

或許,大自然在這裡為我們留下了一個非常實用的工程啟示。

在創造新材料時,僅僅詢問以下問題是不夠的: 「我們能用什麼來製造它?」

同時也應該提出第二個問題: 「使用後,它能回到哪裡去?」

因為在自然界中,一個過程的結束往往是另一個過程的開始。

物質並非終點。循環仍在繼續。

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來源

  • 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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