塑料污染的天敵找到了?全球海域遍布降解細菌，科學家:樂觀還太早

在阿拉伯紅海之濱，阿卜杜拉國王科技大學的科學家們宣布了一項令人振奮的發(fā)現(xiàn)：

在全球高達80%的海域中，都存在能夠降解塑料的細菌。

這些微小的生物潛伏在海洋的各個角落，從波光粼粼的表層水域到陽光難以觸及的2000米深海，它們進化出了專門對付塑料的特殊能力。

作為地球上最神秘、最不為人知的居民，這些微生物正悄悄地進行著一場對抗塑料污染的戰(zhàn)斗。

這些微生物是如何獲得這種能力的呢？

在營養(yǎng)匱乏的深海環(huán)境中，碳源，生命必需的要素，極為稀缺。

面對人類傾入海洋的大量塑料，某些聰明的微生物發(fā)現(xiàn)了利用這種新資源的方法。

阿卜杜拉國王科技大學的杜阿爾特教授揭示：“這些酶是從其他降解天然碳氫化合物的酶進化而來的。”

換句話說，海洋微生物調(diào)整了它們原有的“化學工具”，開發(fā)出了處理這種人造材料的新技能。

在深海中，能夠消化塑料的能力就像獲得了一張生存通行證。

阿拉姆博士指出，這使它們在食物稀缺的環(huán)境中獲得了顯著優(yōu)勢。

為了繪制這些塑料降解細菌的全球分布圖，研究團隊收集了400多份海洋樣本，來自世界各地的不同海域。

結(jié)果顯示了一個令人驚訝的事實：具有塑料降解能力的細菌并非局限于特定區(qū)域，而是廣泛存在于全球海洋生態(tài)系統(tǒng)中。

從塑料垃圾聚集的表層環(huán)流，到千米以下的深海黑暗世界，這些微小的清潔工無處不在。

在塑料污染嚴重的區(qū)域，這些細菌的活性尤為顯著，仿佛大自然正在自我調(diào)節(jié)。

科學探索之路總是充滿曲折。幾十年來，研究人員一直認為塑料，特別是PET，在自然環(huán)境中幾乎不可能被分解。

這一觀念在2016年首次被打破，當時科學家在日本的一家回收廠發(fā)現(xiàn)了一種能夠依靠食用塑料存活的細菌。

這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了全球科學家的思考：如果陸地細菌能分解塑料，海洋中的細菌是否也發(fā)展出了類似的能力？

KAUST的研究團隊采用了人工智能建模、基因篩選和實驗室實驗三種方法相互驗證。

他們發(fā)現(xiàn)，攜帶M5基序的海洋細菌確實能有效分解塑料。

遺傳活性圖譜進一步顯示，這些M5-PETase基因在海洋中，尤其是塑料污染嚴重的區(qū)域非常活躍。

就在KAUST宣布其發(fā)現(xiàn)的同時，中國科學家也在這一領域取得了重要進展。

自然資源部第三海洋研究所的團隊發(fā)表了關于海洋細菌降解聚苯乙烯的研究成果。

這種塑料常用于泡沫包裝和一次性餐具，是海洋中常見的塑料污染物。

研究人員通過紅樹林現(xiàn)場的泡沫PS塑料垃圾采樣和實驗室分析，獲得了多個PS降解菌群。

他們發(fā)現(xiàn)，有7個科的細菌參與了PS降解過程，并成功分離出9個屬的降解細菌。

在實驗室條件下，兩株名為Novsphingobium和Gordonia的細菌在30天內(nèi)分別實現(xiàn)了2.66%和7.73%的PS降解率。

雖然速度不算快，但這一發(fā)現(xiàn)證實了海洋微生物處理塑料的可能性。

每一個解決方案都可能帶來新的問題，海洋微生物降解塑料的過程也不例外。

自然資源部第三海洋研究所的另一個研究團隊發(fā)現(xiàn)，塑料的生物降解過程會導致大量微塑料和納米塑料的形成和釋放。

在實驗中，僅10毫克的聚苯乙烯塑料片就能產(chǎn)生數(shù)百萬個微塑料和納米塑料顆粒。

這些微小的塑料碎片比大塊塑料更容易進入海洋食物鏈，最終可能威脅整個生態(tài)系統(tǒng)甚至人類健康。

研究還發(fā)現(xiàn)，與機械磨損產(chǎn)生的微塑料相比，生物降解產(chǎn)生的微塑料表面更粗糙，粒徑更小，表面官能團也更多。

這些特性可能影響它們在環(huán)境中的行為和對生物體的影響。

盡管這一科學發(fā)現(xiàn)令人振奮，但科學家們警告我們不應過于樂觀。

杜阿爾特教授明確表示：“自然降解速度遠跟不上污染速度。”

在塑料到達深海之前，它對海洋生物和人類消費者造成的風險已經(jīng)形成。

研究團隊指出，這些微生物的降解過程非常緩慢，無法抵消每年進入海洋的大量塑料廢物。

目前，這些細菌更像是在進行一場注定失敗的戰(zhàn)斗，它們的努力遠遠不足以解決全球塑料污染危機。

雖然海洋中的自然降解過程緩慢，但這一發(fā)現(xiàn)為在陸地上處理塑料廢物帶來了新的希望。

杜阿爾特教授展望道：“在深海中自發(fā)進化的PET降解酶系列為我們提供了可優(yōu)化的模型。”

M5基序的發(fā)現(xiàn)為設計更高效的降解酶提供了“藍圖”。

科學家們可以研究這些自然產(chǎn)生的酶，在實驗室中優(yōu)化它們，使它們分解塑料的速度更快、效率更高。

未來，這些優(yōu)化后的酶可能應用于工業(yè)處理廠，甚至家庭回收場景，加速塑料閉環(huán)回收進程。

這意味著有一天，我們或許能夠像回收紙張一樣，輕松地將塑料瓶回收分解成可再利用的基本材料。

那時我們回頭看，也許會感謝這些深海中的微小盟友，為人類點亮了解決塑料污染的一盞明燈。

參考資料

1. 太平洋電腦網(wǎng) 《科學家在全球80%海域發(fā)現(xiàn)可降解塑料細菌 深海微生物進化出高效分解能力》

2. 自然資源部第三海洋研究所 《自然資源部第三海洋研究所首次揭示海洋苯乙烯塑料（PS）降解微生物及其代謝機制》

3. 中國科學院文獻情報系統(tǒng) 《自然資源部第三海洋研究所在海洋微生物塑料降解方面取得新進展》

4. Vgover 《全球80%海域發(fā)現(xiàn)“吃塑料”細菌，深海微生物進化出降解塑料能力》

5. 中國科學院海洋研究所 《海洋所首次發(fā)現(xiàn)能有效降解塑料垃圾的海洋微生物菌群和酶》

（老A）