科学家发现能吃塑料的细菌 白色污染危机有望解决
本文已影响2.59W人
本文已影响2.59W人
塑料也许是最让人骄傲又令人纠结的发明之一。这些轻便、结实、造价低廉的东西给人类带来了极大的便利,却也制造了几乎同样大的麻烦。2010年,光是192个沿海国家和地区产生的塑料垃圾就多达2.75亿吨。大量难以降解的塑料垃圾,正在对环境和其他生物带来不可磨灭的影响。
科学家们一直在思考人们能为解决白色污染做些什么。生物学家们把目光投向了能力强大“分解者”:微生物们能像分解枯枝败叶一样消灭塑料吗?最近,日本京都工艺纤维大学(Kyoto Institute of Technology)的科学家小田耕平(Kohei Oda)课题组发现了一种相当有潜质的微生物。他们的研究论文[1]近日发表在最新一期的《科学》杂志上。
负责进行生物降解工作的主要群体是微生物,对它们来说,降解的主要目的是“填饱肚子”。种类繁多的微生物携带各式各样的酶类,帮助它们从其他生物不需要的东西中获得能量和营养。然而,白色污染却是一个例外。许多常见的塑料是烃类在相当严格的条件下聚合的产物,它们的化学结构对于自然界来说是个新鲜玩意儿。怎么“吃掉”它们,也是让微生物们很发愁的事。站在这个意义上说,你平时弃若敝屣的塑料袋,可是不折不扣的“科技结晶”。
要想找到可能“吃”塑料的细菌,不是一件容易的事。小田耕平的策略是:从塑料污染物密集的地区找找看。要知道,人饿急了可是什么都能吃。想在那些被白色污染占领的地带生存,微生物也得相应地演化出一套本事吧?为此,研究者从一个塑料瓶回收点收集了250份被聚对苯二甲酸乙二酯(PET,塑料瓶的主要成分)污染的样本,包括废水、土壤等等。然后,他们将这些样本与低密度PET薄膜混合在一起,试图筛选出能以PET为主要碳源的微生物。
之后,第46号培养瓶里,研究者满心期待的事情发生了。
在这个培养瓶中的PET薄膜上,一个微生物群落正在逐渐滋长。显微镜观察显示,这是一个由细菌、原生动物和酵母样细胞组成的“太岁”。随着进一步分离培养,他们得到了利用这块PET薄膜为群落输送影响的幕后功臣:Ideonella sakaiensis。这是一种革兰氏阴性的β-变形菌,具有降解PET薄膜的能力。它们附着的PET薄膜,在显微镜上出现大量的空洞。
为什么它们能够分解PET薄膜?进一步的生化分析显示,当这些细菌黏附在塑料薄膜上的时候,它们能够分解一种被称为PET降解酶的蛋白质将PET降解,再将降解后的产物运入体内进一步“消化”,最终转化为乙二醇和对苯二甲酸——这两种结构相对简单的有机物,就是它们的营养来源了。而对于人类来说,乙二醇和对苯二甲酸是有用的工业原料,即使处理起来,也比处理让人头疼的塑料垃圾简单得多。
尽管看起来,利用I. sakaiensis来降解PET似乎是很美好的事情。但情况可并没有那么简单。在小田耕平的实验中,I. sakaiensis完全降解一块小小的塑料薄膜需要六周的时间,这可算不上高效省时。对于科学家来说,这项研究最有价值的地方在于它告诉人们,自然界中酶类的演化速度可能比人类想象的要快。PET诞生至今不过短短70年,而自然界似乎早已有了应对之策。这些酶类究竟是怎样出现的?人们的活动对它们施加了多大影响?要回答这些问题,人们可能需要从PET降解酶的结构和机制入手。而另一方面,如果我们能够妥善利用Ideonella sakaiensis,并高效地处理和回收它们的产物,那么也许,在白色污染造成更严重的后果之前,我们手里又多了一张能打的牌。
旷工偶然发现几百个精致金属球,科学家鉴定后大惊失色,距今竟有28亿年
医学家家约翰·斯诺到底是如何发现霍乱弧菌的?
科学家发现地底神秘隧道,史前可能存在智慧文明
白色污染的危害 白色污染有哪些危害
白色污染的危害
塑料废弃物是白色污染吗
富弼和包拯是如何处理危机的?他们解决危机的中心是什么?
汉武帝时期爆发财政危机 西汉最后是怎么解决的
范仲淹曾运用现代经济学理念化解两次危机
范仲淹:曾运用现代经济学理念化解两次危机
解密:古巴导弹危机对解决国际冲突有什么意义?
中国首创人造单染色体真核细胞,16条染色体合成一条
美科学家研发大脑成像技术:或能解读复杂思想
揭秘食用海盐中被发现竟然含有塑料微粒?
汉朝时期爆发了众多战役,他们是如何解决财政危机的?
什么是细菌武器 细菌武器相关信息简介
盘点科学家至今仍未发现真相的10个未解之谜
用塑料盆洗屁屁会感染细菌吗?塑料盆内壁的污垢是什么?
白色污染的危害
欢乐颂第36集剧情介绍 樊胜美一家危机得到解决
美国死亡谷盐晶内竟发现存活三万年细菌!
罗素悖论的出现为什么引发了第三次数学危机?
沙门氏菌感染会有哪些症状?如何预防沙门氏菌感染?
刘备死后诸葛亮掌权 诸葛亮为何没有选择称帝
揭秘邓九公之死:为何被斩首示众?
他不是朱元璋的儿子,为何还成了明朝皇帝?
揭密:一代枭雄曹操一生中竟最宠爱的男人
红拂女是谁?美女识英雄,用发展的眼光看问题!
历史上兵家的必争之地!为何说“得潼关者得天下&rd
清朝中期为什么会出现银贵钱贱现象 白银上涨的原因是
三国武艺谁最厉害?黄忠当为第一人!
朱元璋下葬时,为何十三城门同时出棺呢?
国学著作欣赏:易经·第六十四卦·未济卦篇
侯门一入深似海:曹操家族的媳妇大多不能善终
两国交战不斩来使,如果斩了会怎么样呢?
揭秘历史上的残暴皇帝 兄弟姐妹全被他杀光
《大奉打更人》讲述里什么故事?拟邀郭麒麟作为男主
梁武帝考试录取寒门子弟:改变贵族把政现象