Микробы разлагают пластик на глубине 855 метров Новый материал бросает вызов традиционным представлениям о долговечности пластикового загрязнения. Ученые представили новый вид экологичного пластика, который разлагается даже в глубинах океана. В ходе эксперимента материал под названием LAHB (полилактид-ко-3-гидроксибутират) полностью разложился под действием микроорганизмов, в то время как традиционный биопластик PLA остался неизменным. Образцы погрузили на глубину 855 метров, где через 13 месяцев пленки LAHB потеряли более 80% массы благодаря активной работе микробных биопленок. Это первое реальное доказательство того, что LAHB может быть безопасной альтернативой обычным пластикам и помочь в борьбе с загрязнением морей. Подробности опубликованы в издании Polymer Degradation and Stability. Несмотря на растущую популярность биопластиков, проблема загрязнения окружающей среды пластиком остается одной из самых острых в мире. Согласно отчету ОЭСР за 2022 год, в 2019 году было произведено 353 миллиона метрических тонн пластиковых отходов, из которых почти 1,7 миллиона тонн попали непосредственно в водные экосистемы. Большая часть этого мусора скапливается в крупных океанических течениях, формируя известные «мусорные пятна» в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах. Чтобы решить эту проблему, исследователи искали пластики, которые могут надежно разлагаться в глубоководных условиях. Одним из перспективных кандидатов стал LAHB — полиэфир на основе молочной кислоты, синтезированный с помощью генетически модифицированной кишечной палочки. Ранее было показано, что LAHB эффективно разлагается в речной воде и на мелководье. В июле 2025 года японские ученые впервые доказали, что LAHB способен разлагаться и в глубоководных условиях, где низкие температуры, высокое давление и недостаток питательных веществ крайне затрудняют процесс разложения. Исследование проводилось под руководством профессора Сэйити Тагучи из Института акварегенерации Университета Синсю, доктора Сюнъити Исии из Японского агентства науки и технологий по изучению морских недр и профессора Кэнъити Касуя из Центра пищевых наук Университета Гумма. “ Наше исследование впервые демонстрирует, что LAHB, микробный полиэфир на основе молочной кислоты, подвергается активному биологическому разложению и полной минерализации даже на дне глубокого моря, где традиционный PLA остается совершенно неизменным, — поясняет профессор Тагучи. Команда погрузила два типа пленок LAHB — с содержанием молочной кислоты 6% (P6LAHB) и 13% (P13LAHB) — вместе с обычной пленкой PLA для сравнения. Образцы разместили на глубине 855 метров near острова Хацусима, где холодная вода (3,6°C), высокая соленость и низкое содержание кислорода создают крайне сложные условия для микробного разложения. Через 7 и 13 месяцев пленки LAHB показали явные признаки разложения. P13LAHB потеряла 30,9% массы за 7 месяцев и более 82% — за 13 месяцев. P6LAHB продемонстрировала схожую динамику. В то же время пленка PLA не показала никаких изменений в весе или внешнем виде, что подтвердило ее устойчивость к микробному воздействию. Поверхность LAHB покрылась трещинами и микробными биопленками, состоящими из овальных и палочковидных бактерий, что указывало на активное заселение и разложение материала. PLA же осталась чистой и без признаков биопленки. Чтобы понять механизм разложения, ученые проанализировали «пластисферу» — сообщество микроорганизмов, сформировавшееся на поверхности пластика. Оказалось, что разные группы микробов играют различные роли: •Доминирующие роды Gammaproteobacteria (включая Colwellia, Pseudoteredinibacter, Agarilytica и UBA7957) производили специализированные ферменты — деполимеразы, которые расщепляют длинные полимерные цепи на более мелкие фрагменты. •Некоторые виды, такие как UBA7959, также производили гидролазы олигомеров, которые further расщепляют эти фрагменты на мономеры. После этого другие микробы, включая Alpha-proteobacteria и Desulfobacterota, потребляли мономеры, такие как 3HB и лактат. Вместе эти microbial сообщества преобразовывали пластик в диоксид углерода, воду и другие безвредные соединения, которые возвращаются в морскую экосистему. Это исследование заполняет критический пробел в понимании того, как биопластики разлагаются в удаленных морских условиях. Доказанная способность к разложению делает LAHB перспективным материалом для создания более безопасных продуктов. “ Эта работа направлена на одно из самых серьезных ограничений современных биопластиков — их неспособность разлагаться в морской среде. Показав, что LAHB может разлагаться и минерализоваться даже в глубоководных условиях, мы открываем путь к более безопасным альтернативам традиционным пластикам и поддерживаем переход к циркулярной биоэкономике», — говорит профессор Тагучи. Это исследование имеет практическую значимость в нескольких аспектах: •Снижение загрязнения океана: LAHB может стать решением для продуктов, которые часто оказываются в ocean (например, упаковка, рыболовные сети), так как он разлагается даже в экстремальных условиях . •Стимулирование инноваций: Демонстрация успешного глубинного разложения может ускорить разработку и коммерциализацию подобных материалов. •Поддержка циркулярной экономики: LAHB, будучи биоразлагаемым, сочетается с принципами циркулярной экономики, уменьшая зависимость от fископаемого топлива и снижая накопление отходов. •Экологическая политика: Результаты могут повлиять на регулирование и стандарты, поощряя использование действительно биорастворимых пластиков и улучшая стратегии решения проблем загрязнения. Однако стоит отметить, что исследование проводилось в контролируемых условиях на относительно небольшой глубине (855 метров) и в специфическом месте (около Хацусимы). Глубоководные условия могут значительно различаться в разных частях океана, что может влиять на скорость и эффективность разложения. Кроме того, исследование не полностью оценивает потенциальное воздействие продуктов разложения на морские экосистемы, особенно в долгосрочном периоде. Также необходимо учитывать, что коммерческое производство и масштабирование LAHB могут столкнуться с экономическими и техническими вызовами, такими как более высокая стоимость по сравнению с традиционными пластиками.
«Ледяные яйца», образованные из небольших кусочков морского льда в Пярну, Эстония
