أصبح البلاستيك آفة على الأرض. ولا يقتصر الأمر على امتلاء مدافن النفايات بهذه المواد فحسب، بل إنها لوثت محيطاتنا كثيرًا لدرجة أن مخلوقًا صغيرًا يبدو أنه يحتوي على مواد بلاستيكية دقيقة في نظامه الغذائي قد أطلق عليه اسم يوريثينيس بلاستيكوس. هل يمكننا وقف انتشار المواد التي تتراكم بشكل أسرع من احتمال اضمحلالها؟
قد يكون هناك إجابة، وهذه الإجابة هي الفطر. اكتشف باحثون من جامعة كيلانيا وجامعة بيرادينيا في سريلانكا أنواعًا من الفطريات قادرة على تحطيم مادة البولي إيثيلين، وهو نفس النوع من البلاستيك المستخدم في الأكياس والزجاجات والأغشية البلاستيكية والوجبات السريعة وما إلى ذلك. تشترك هذه الفطريات في شيء واحد: فهي عادةً ما تقوم بتكسير الخشب الصلب، والذي بخلاف ذلك لا يتحلل بسرعة. في حين أنه من المعروف أن مئات من الفطريات والكائنات الحية الدقيقة الأخرى تعمل على تحلل المواد البلاستيكية المختلفة، إلا أنه لم يكن معروفًا سابقًا أن هذه الأنواع المحددة التي تأكل الأخشاب الصلبة يمكن أن تحلل البولي إيثيلين.
"يعد التحلل الحيوي الميكروبي للمواد البلاستيكية استراتيجية واعدة لإزالة بلمرة المواد البلاستيكية ذات الأساس النفطي إلى مونومرات أو تمعدنها إلى ثاني أكسيد الكربون وماء"، هذا ما قاله الباحثون في دراسة نُشرت مؤخرًا في PLOS ONE.
فشل
ما مدى صعوبة تحلل الأخشاب الصلبة مثل خشب الحديد أو خشب الأبنوس؟ إنه صعب (يقصد التورية إلى حد ما) لأن الخشب متماسك معًا بواسطة اللجنين البوليمري، الموجود في جدران خلايا الخشب ويمنحه قوته. اللجنين مادة صلبة ولكن يمكن تفكيكها وإزالة بلمرتها بواسطة الإنزيمات الصحيحة.
عندما اكتشف فريق البحث أخشابًا صلبة ميتة متعفنة في إحدى محمية الغابات، شعروا بالفضول لأن هذه الأشجار لا تتحلل بسهولة. قاموا بجمع عينات من الفطر التي سحبوها من الخشب وأعادوها إلى مختبرهم. تم بعد ذلك عزل الفطر حسب الأنواع، مع وضع كل نوع في حاوية مختلفة وإعطائه قطعًا من الخشب الصلب وألواح البوليثين لتتغذى عليها.
أراد الفريق مقارنة قدرات الأنواع الفطرية على أكل البلاستيك وتحديد إنتاج كل نوع من الإنزيم الذي يكسر اللجنين. تم تحديد درجة تدهور البلاستيك والخشب الصلب من خلال مقارنة وزن هذه المواد قبل وبعد التعرض للفطريات. وفي غضون 45 يومًا، فقد الخشب ما يزيد قليلاً عن 1 بالمائة إلى ما يقرب من 36 بالمائة من وزنه. حدث فقدان الوزن هذا لأن الفطريات قامت بتحليل اللجنين والسليلوز إلى منتجات تحتوي على ثاني أكسيد الكربون.
فقد البلاستيك أيضًا وزنه من خلال تحويله إلى جزيئات أبسط بواسطة إنزيمات فطرية خلال نفس الفترة الزمنية، مما أدى إلى فقدان ما يقرب من نصف كتلته. يعتبر البولي إيثيلين عمومًا مادة كارهة للماء أو مقاومة للماء، ولكنها تفقد هذه الخاصية تدريجيًا عندما تتحلل. كما يصبح أكثر هشاشة. ومع قيام الفطريات بعملها، أصبح البولي إيثيلين هشًا أكثر فأكثر وفقد قدرته على صد الماء.
البلاستيك لتناول العشاء
أراد الباحثون أيضًا معرفة ما سيفعله الفطر إذا لم يتم إعطاؤه أي خشب بل البلاستيك فقط. ومن المحتمل أنهم تناولوا كمية أقل من البلاستيك دون رؤية طعامهم المفضل، لأن الخشب ربما ينشط الإنزيمات الهاضمة لديهم. لكن ما حدث كان مفاجئاً نوعاً ما. وقال الباحثون في نفس الدراسة: "إن الميزة الأكثر لفتاً للانتباه في التجربة هي أن جميع العزلات أظهرت تدهوراً أعلى في [البولي إيثيلين] في غياب الخشب عنه في وجود الخشب".
>
تحتاج هذه الفطريات إلى الكربون لتتمكن من البقاء. على الرغم من أن الخشب كان مصدر الكربون المفضل لديهم، إلا أنه عندما لم يكن متاحًا، قدم البولي إيثيلين بديلاً. أظهر تحلل المزيد من البلاستيك، عند عرضه، أنهم كانوا قادرين بسهولة على التكيف عملية التمثيل الغذائي وتغيير نظامهم الغذائي عندما لا يكون هناك خشب قريب.
لدى اللجنين والبولي إيثيلين خواص كيميائية مشتركة. عندما استخدموا لي ...
أصبح البلاستيك آفة على الأرض. ولا يقتصر الأمر على امتلاء مدافن النفايات بهذه المواد فحسب، بل إنها لوثت محيطاتنا كثيرًا لدرجة أن مخلوقًا صغيرًا يبدو أنه يحتوي على مواد بلاستيكية دقيقة في نظامه الغذائي قد أطلق عليه اسم يوريثينيس بلاستيكوس. هل يمكننا وقف انتشار المواد التي تتراكم بشكل أسرع من احتمال اضمحلالها؟
قد يكون هناك إجابة، وهذه الإجابة هي الفطر. اكتشف باحثون من جامعة كيلانيا وجامعة بيرادينيا في سريلانكا أنواعًا من الفطريات قادرة على تحطيم مادة البولي إيثيلين، وهو نفس النوع من البلاستيك المستخدم في الأكياس والزجاجات والأغشية البلاستيكية والوجبات السريعة وما إلى ذلك. تشترك هذه الفطريات في شيء واحد: فهي عادةً ما تقوم بتكسير الخشب الصلب، والذي بخلاف ذلك لا يتحلل بسرعة. في حين أنه من المعروف أن مئات من الفطريات والكائنات الحية الدقيقة الأخرى تعمل على تحلل المواد البلاستيكية المختلفة، إلا أنه لم يكن معروفًا سابقًا أن هذه الأنواع المحددة التي تأكل الأخشاب الصلبة يمكن أن تحلل البولي إيثيلين.
"يعد التحلل الحيوي الميكروبي للمواد البلاستيكية استراتيجية واعدة لإزالة بلمرة المواد البلاستيكية ذات الأساس النفطي إلى مونومرات أو تمعدنها إلى ثاني أكسيد الكربون وماء"، هذا ما قاله الباحثون في دراسة نُشرت مؤخرًا في PLOS ONE.
فشل
ما مدى صعوبة تحلل الأخشاب الصلبة مثل خشب الحديد أو خشب الأبنوس؟ إنه صعب (يقصد التورية إلى حد ما) لأن الخشب متماسك معًا بواسطة اللجنين البوليمري، الموجود في جدران خلايا الخشب ويمنحه قوته. اللجنين مادة صلبة ولكن يمكن تفكيكها وإزالة بلمرتها بواسطة الإنزيمات الصحيحة.
عندما اكتشف فريق البحث أخشابًا صلبة ميتة متعفنة في إحدى محمية الغابات، شعروا بالفضول لأن هذه الأشجار لا تتحلل بسهولة. قاموا بجمع عينات من الفطر التي سحبوها من الخشب وأعادوها إلى مختبرهم. تم بعد ذلك عزل الفطر حسب الأنواع، مع وضع كل نوع في حاوية مختلفة وإعطائه قطعًا من الخشب الصلب وألواح البوليثين لتتغذى عليها.
أراد الفريق مقارنة قدرات الأنواع الفطرية على أكل البلاستيك وتحديد إنتاج كل نوع من الإنزيم الذي يكسر اللجنين. تم تحديد درجة تدهور البلاستيك والخشب الصلب من خلال مقارنة وزن هذه المواد قبل وبعد التعرض للفطريات. وفي غضون 45 يومًا، فقد الخشب ما يزيد قليلاً عن 1 بالمائة إلى ما يقرب من 36 بالمائة من وزنه. حدث فقدان الوزن هذا لأن الفطريات قامت بتحليل اللجنين والسليلوز إلى منتجات تحتوي على ثاني أكسيد الكربون.
فقد البلاستيك أيضًا وزنه من خلال تحويله إلى جزيئات أبسط بواسطة إنزيمات فطرية خلال نفس الفترة الزمنية، مما أدى إلى فقدان ما يقرب من نصف كتلته. يعتبر البولي إيثيلين عمومًا مادة كارهة للماء أو مقاومة للماء، ولكنها تفقد هذه الخاصية تدريجيًا عندما تتحلل. كما يصبح أكثر هشاشة. ومع قيام الفطريات بعملها، أصبح البولي إيثيلين هشًا أكثر فأكثر وفقد قدرته على صد الماء.
البلاستيك لتناول العشاء
أراد الباحثون أيضًا معرفة ما سيفعله الفطر إذا لم يتم إعطاؤه أي خشب بل البلاستيك فقط. ومن المحتمل أنهم تناولوا كمية أقل من البلاستيك دون رؤية طعامهم المفضل، لأن الخشب ربما ينشط الإنزيمات الهاضمة لديهم. لكن ما حدث كان مفاجئاً نوعاً ما. وقال الباحثون في نفس الدراسة: "إن الميزة الأكثر لفتاً للانتباه في التجربة هي أن جميع العزلات أظهرت تدهوراً أعلى في [البولي إيثيلين] في غياب الخشب عنه في وجود الخشب".
>
تحتاج هذه الفطريات إلى الكربون لتتمكن من البقاء. على الرغم من أن الخشب كان مصدر الكربون المفضل لديهم، إلا أنه عندما لم يكن متاحًا، قدم البولي إيثيلين بديلاً. أظهر تحلل المزيد من البلاستيك، عند عرضه، أنهم كانوا قادرين بسهولة على التكيف عملية التمثيل الغذائي وتغيير نظامهم الغذائي عندما لا يكون هناك خشب قريب.
لدى اللجنين والبولي إيثيلين خواص كيميائية مشتركة. عندما استخدموا لي ...
تكبير
انطون بيتروس
