Naturen lär sig bryta ner plast – långsamt

Jordens mikroorganismer är redan anpassade för att bryta ned plastskräp. Men de naturliga processerna behöver snabbas på.

Publicerad

Plastskräp finns överallt i naturen, både på land och i hav. Det mesta av plasten i världshaven har följt med de tio största floderna i Afrika och Asien.
Bild: Getty images

Plast bryts ned i naturen, men det går väldigt långsamt. En vanlig plastpåse kan ta 20 år att bryta ned – flaskor, sugrör, muggar och blöjor tar betydligt längre tid. Plastföroreningar har rubbat jordens mikrobiologi vilket fått mikroorganismerna att anpassa sig till nya levnadsvillkor.

–  En fjärdedel av organismerna bär på potentiella plastnedbrytande enzymer, små proteiner. Bakterier som kan leva på att äta plast kommer att ha en fördel för sin överlevnad och det driver evolutionen framåt, säger Aleksej Zelezniak, docent i systembiologi vid institutionen för biologi och bioteknik, Chalmers tekniska högskola.

Bakteriers enorma potential att bryta ned plast i naturen har visats i en uppmärksammad studie utförd av en forskargrupp vid Chalmers. Studien utgår från tidigare kända gensekvenser för plastnedbrytande enzymer hos bakterier i naturen, men nu har forskarna letat bredare och i större skala. Studien om de plastnedbrytande enzymerna har publicerats i den vetenskapliga tidskriften mBio.

Aleksej Zelezniak är docent i systembiologi på institutionen för biologi och bioteknik vid Chalmers.
Bild: Martina Butorac / Chalmers tekniska högskola

Bakterier från hela världen analyserade

Forskarna har med hjälp av matematiska datamodeller analyserat det globala mikrobiomet – den sammanslagna arvsmassan från alla mikroorganismer i naturen – från hundratals platser över hela världen. Materialet som undersökts består av gensekvenser av så kallat eDNA från bakteriearter både på land och i haven. Man har undersökt uppsättningen av mikroorganismernas arvsmassa och alla de potentiella gener de har för att producera enzymer som kan bryta ned plast.

–  Mängden och mångfalden av plastnedbrytande enzym verkar vara ett direkt svar på höga nivåer av plastföroreningar i miljön. Det visar att jordens mikrobiom fortsätter att utvecklas och anpassar sig till den nuvarande trenden med ökande mängd plastskräp, säger Aleksej Zelezniak.

Mikroorganismerna har mer än 200 miljoner gener som ger 30 000 möjliga plastnedbrytande enzymer – för tio sorters vanlig plast. Generna kodar för enzymer med liknande egenskaper. Mer än hälften av enzymerna, 18 000, fanns i prover från 169 platser på land, resterande 12 000 enzymer fanns i prover från 67 platser i haven. Möjligheten att bryta ned plast är alltså redan väl utbredd i naturen.

Polymer av PET-plast.
Bild: CC0 1.0

Fakta om plast

  • PET är den vanligaste plasten. Den används till bland annat dryckesflaskor, matbehållare och klädfibrer av polyester.
  • PET (polyethylene terephthalate) består av långa kedjeliknande molekyler. Monomerer, små kemiska beståndsdelar, bildar kedjor av komplexa strukturer, polymerer.
  • Det finns även andra sorters plast: PEG, PU, PHB, PLA och PBAT. De har en annan kemisk uppbyggnad än PET och därmed andra användningsområden.
  • Alla plaster tillverkas av olja.
  • Plast är ett mycket hållbart och användbart material, väger lite och är transparent.
  • Massproduktion och användning av plastprodukter har ökat ända sedan introduktionen på 1950-talet.
  • Plast fortsätter att ackumuleras i naturen så länge som användningen i världen ökar.

Mycket skräp ger mångfald av enzym

I havet hittades flest plastnedbrytande enzym på djupare vatten där det finns mer mikroplaster. På land fanns fler enzymer på platser med mycket nedskräpning. Endast en mindre del, 40 procent av enzymerna, var kända sedan tidigare. Egenskaperna hos de mest lovande enzymerna ska undersökas vidare för att kunna utvecklas för storskaliga återvinningsprocesser.

Redan år 2016 hittade en forskargrupp i Japan en unik bakterie, Ideonella sakaiensis, på en återvinningsstation som kan leva enbart på PET-plast. Den bryter ner materialet till sina minsta beståndsdelar med hjälp av två enzymer. Det innebär att den nedbrutna plasten skulle kunna återanvändas för tillverkning av helt ny plast med samma kvalité som originalet. Det krävs dock att enzymerna blir mer effektiva och snabbare.

Plast i naturen är ett växande globalt problem. En självklar lösning är att minska användningen och därmed tillverkningen av ny plast. Andra alternativ är en högre andel återbruk av plastprodukter, insamling, återvinning, och den nyaste idén med nedbrytning av plast i större skala med hjälp av enzymer.

Välkommen till

Hjärndagen

Välkommen till en spännande heldag med föreläsningar om den senaste hjärnforskningen. Fredag 11 november kl 9–16. Oscarsteatern, Stockholm.

Läs mer och boka!

Prenumerera på Forskning & Framsteg!

10 nummer om året och dagliga nyheter på webben med vetenskapligt grundad kunskap.

Beställ idag

Publicerad

Upptäck F&F:s arkiv!

Se alla utgåvor