Животные научились переваривать биопластик задолго до появления человека

Задолго до появления промышленных биоразлагаемых пластиков природа уже располагала собственным аналогом — полигидроксиалканоатами (ПГА). Эти полимеры бактерии и археи синтезируют внутри своих клеток, используя их в качестве резервного запаса углерода и энергии на случай нехватки питательных веществ. До недавнего времени считалось, что расщеплять ПГА способны только сами микроорганизмы и грибы — с помощью специального фермента, ПГА-деполимеразы. Однако ученые из Института морской микробиологии Макса Планка в Бремене установили, что ферменты для переработки ПГА присутствуют у десятков видов животных. Данное открытие раскрывает ранее неизвестный механизм передачи углерода от микроорганизмов к более сложным формам жизни и предоставляет данные для развития экологичных альтернатив синтетическим полимерам.

В научной работе, опубликованной в рецензируемом журнале Nature Ecology & Evolution, приводятся результаты генетического и биохимического анализа различных организмов. Ученые обнаружили ферменты, способные расщеплять микробные ПГА, у представителей как минимум 66 видов животных, относящихся к девяти различным таксономическим типам. Способность усваивать природный биопластик была зафиксирована как у морских обитателей — губок, морских звезд и различных видов червей, — так и у наземных видов, включая обыкновенных дождевых червей.

В качестве одного из ключевых объектов исследования выступил морской червь Olavius algarvensis, обитающий в донных отложениях под зарослями морских трав в Средиземном море. У этого вида в процессе эволюции полностью атрофировались пищеварительный тракт и органы выделения. Червь выживает за счет симбиотических бактерий, обитающих под его кожей, и использует вырабатываемые ими ПГА в качестве основного источника энергии.

Выявление ПГА-разрушающих ферментов у широкого спектра животных демонстрирует ранее не учтенный механизм включения микробного углерода в глобальные пищевые сети. Углерод, законсервированный в форме микробного пластика, напрямую поглощается многоклеточными организмами. Помимо фундаментального значения для биологии и экологии, эти результаты имеют прикладной характер. Понимание естественных процессов расщепления полигидроксиалканоатов предоставляет базу для их масштабируемого использования в промышленности в качестве полностью биоразлагаемой замены традиционным продуктам нефтехимии.

Источник: mpg.de