Microorganismi delle alte quote alpine e delle regioni polari potrebbero offrire una soluzione sostenibile alla rimozione dei rifiuti di plastica. Questo è il risultato di uno studio condotto dal Swiss Federal Institute WSL e pubblicato su Frontiers in Microbiology. La ricerca ha dimostrato che ceppi di batteri e funghi ottenuti dalla "plastisphere" di suoli alpini e artici sono in grado di degradare la plastica biodegradabile a 15°C.
Questi organismi potrebbero rivelarsi preziosi per ridurre i costi e l'impatto ambientale dei processi di riciclaggio enzimatico della plastica.
La ricerca: come sono stati identificati i ceppi di batteri e funghi
Il team di ricerca ha campionato 19 ceppi di batteri e 15 di funghi che crescevano sulla plastica libera o sepolta intenzionalmente in Groenlandia, Svalbard e Svizzera. I ceppi sono stati isolati in laboratorio e testati per la loro capacità di degradare campioni di polietilene non biodegradabile (PE) e poliestere-poliuretano (PUR) biodegradabile, nonché due miscele biodegradabili commercialmente disponibili di adipato di polibutilene e polilattico.
Sfide e opportunità nel processo di degradazione della plastica
Le sorprendenti scoperte hanno dimostrato che nessun ceppo è stato in grado di degradare il PE, ma il 56% dei ceppi testati, tra cui 11 funghi e otto batteri, è stato in grado di degradare il PUR a 15°C. Inoltre, 14 funghi e tre batteri sono stati in grado di degradare le miscele di plastica di PBAT e PLA. I migliori performer sono stati due specie fungine non caratterizzate nei generi Neodevriesia e Lachnellula, in grado di degradare tutti i tipi di plastica tranne il PE.
La biodegradazione della plastica come esempio di evoluzione biologica
Secondo gli autori dello studio, l'abilità di degradare la plastica è stata acquisita da questi organismi attraverso l'evoluzione delle loro capacità di degradare polimeri vegetali.
In particolare, i funghi patogeni delle piante sono spesso in grado di biodegradare i poliesteri, grazie alla loro capacità di produrre cutinasi, enzimi che tagliano i polimeri della plastica a causa della loro somiglianza con il polimero della pianta cutina.
Impatto ambientale e costi dei processi di riciclaggio enzimatico della plastica
Tuttavia, la ricerca ha anche evidenziato alcune sfide importanti. Molti ceppi hanno mostrato una capacità di degradazione diversa a seconda del mezzo di coltura utilizzato, e non si conosce ancora la temperatura ottimale per l'attività degli enzimi. Inoltre, sarà necessario identificare gli enzimi degradanti la plastica prodotti da questi microorganismi e ottimizzare il processo per ottenere grandi quantità di proteine.
Nonostante ciò, lo studio rappresenta un passo importante nella ricerca di soluzioni sostenibili per la rimozione dei rifiuti di plastica, utilizzando l'evoluzione biologica come fonte di ispirazione per la tecnologia moderna.