Пассажирский самолет в Бразилии совершил аварийную посадку на брюхо»

Суд отправил владельца Optima Development Худояна под домашний арест»

NYT узнала об активизации США попыток внедрения в российские электросети»

Бастрыкин передал в Москву дело об убийстве в Чемодановке»

Нюта Федермессер сняла свою кандидатуру с выборов в Мосгордуму»

Arrow
Arrow
Slider

Мусорная эволюция: как природа помогает решать проблему свалок»

Случайное открытие генетиков может приблизить решение важнейшей проблемы — замены пластика, которым завалены окружающие Москву и другие города свалки, на менее вредные материалы

Для начала стоит разобраться с модным понятием «биодеградируемые материалы». Биодеградируемость, или биоразлагаемость, — это, попросту говоря, способность сгнить. То, что может сгнить без выделения вредоносных веществ, способно вернуться в природу и стать ее частью. Логика современного подхода к мусору в следующем: материалы нужно перевести в искусственный замкнутый цикл (переработка в сырье для бумаги, стекла и металлов), а что не удается замкнуть — вернуть в природу, в естественный замкнутый цикл.

Создание проблемы

В отсутствие замкнутых циклов отходы нашей красивой жизни попадают в природу и живут там совсем не естественным путем. Даже те, кто не интересуется темой защиты окружающей среды, наверняка видели в социальных сетях вирусные ролики о том, как искусственные волокна, попадающие в воду при стирке, заражают океан и наш организм, когда мы питаемся рыбой, или пугающие фото изуродованных черепашек, выросших в ловушке пластиковой упаковки. Микроскопические частицы пластика убивают рыбу еще до того, как она вошла в репродуктивный возраст, а по последним данным, и люди вдыхают те же микрочастицы с неясными для здоровья последствиями. Каждый год человечество «высыпает» в океан 8 млн т пластика. А сайт plastic-pollution.org, собирающий информацию о проблемах загрязнения пластиками и организующий очистку побережий, поясняет эту цифру: представьте себе, что на каждом метре береговой полосы океана лежит 15 заполненных пластиком пакетов из супермаркета.

Изначально у людей не было задачи создать биоразлагаемые полимеры — скорее наоборот! Все естественное слишком хорошо разлагается, и первая часть истории человечества — в эпоху до искусственных материалов и холодильников — была направлена на то, чтобы остановить это разложение. Прежде всего, это касается продуктов питания: засаливание мяса, засушивание фруктов, хранение овощей в холодных подвалах. Испорченная еда идет на выброс, «немного испорченная» — вредна для здоровья: человек потреблял слишком много болезнетворных бактерий. А еще — всю еду нужно упаковать и желательно так, чтобы упаковка не вредила еде. Природные материалы с этой функцией справлялись плохо: дерево гниет, металл ржавеет (нержавеющие стали и алюминий появились только в результате развития промышленности). Достаточно инертны только стекло и керамика, но они дорогие и хрупкие. То же касается и мебели — дерево недолговечно (кроме дорогих пород) — и других предметов быта. Таким образом, перед молодой наукой о материалах как раз стояла задача найти что-то новое и устойчивое. Решена эта задача была по историческим меркам недавно: первый пластик — паркезин — был запатентован лишь в 1862 году. А дальше — масса примеров успешного использования пластика во всех сферах жизни. Только замена в 1960–1970-е годы металлической проволоки на полипропиленовый шнур при упаковке сена позволила сэкономить огромные ресурсы, связки сена перестали рассыпаться и гнить.

Поиски решения

Пожалуй, только в последние два десятилетия общество всерьез задумалось о том, как выбраться из этого «пластикового рая». Производственные цепочки перестраиваются так, чтобы не производить неутилизируемый пластик без особой необходимости. Те же пластиковые пакеты в некоторых странах начали просто запрещать, а продажу напитков в пластиковых бутылках облагать дополнительным сбором.

Это, конечно, не решает проблемы уже накопленного пластика. Но оказалось, что природа умнее любого химика. Теория эволюции предполагает, что если есть условие среды, то найдутся и желающие им воспользоваться. Так, в 2016 году японские биологи проанализировали почву около завода по переработке пластиковых бутылок. Они состоят из ПЭТ — полиэтилентерефталата. Этот полимер — настоящая «страшилка», символ заваленного мусором мира будущего. Традиционно считается, что он совершенно не разлагается в природе. Так вот, в почве около завода нашлись бактерии Ideonella sakaiensis 201-F6, которые питались ПЭТ! Это совсем новый штамм, разлагавший пластик особым ферментом, который ученые назвали ПЭТазой. Он не имеет близких аналогов у «родственников» бактерии. Поэтому микробиологи предположили, что микроорганизм очень быстро эволюционирует: бактерии нужна энергия, и она с радостью приспособилась к ее получению из нового широкодоступного сырья в виде пластиковых бутылок.

А в апреле 2018 года история получила продолжение. Коллектив британских, американских и бразильских ученых, не ставя перед собой никаких практических задач, изучал кристаллическую структуру и функционирование ПЭТазы, модифицируя фермент. Они внесли изменение в активный центр белка, предполагая «выключить его». Гипотеза оказалась в корне неверной: вместо выключения последовало увеличение эффективности на 20%! Новый фермент научился перерабатывать и полиэтилен фурандикарбоксилат — полимер, производимый из целлюлозы (из него делают пивные бутылки).

Так что мусорный армагеддон, возможно, никогда не наступит. В этом направлении работает как эволюция, так и ученые в лаборатории. И если «природа» думает только о себе — бактерии ищут энергию для жизни, то наука пытается интегрировать накапливаемый мусор в производственные процессы для улучшения жизни людей. Так, материал автомобильных покрышек позволяет улучшить качество дорожного покрытия, им можно модифицировать асфальт. А пластиковые бутылки могут стать либо пищей для безвредных бактерий, либо биотопливом или химическим сырьем для людей.

Об авторах

Новости сегодня

Александра Борисова
научный журналист, доцент Университета ИТМО
Точка зрения авторов, статьи которых публикуются в разделе «Мнения», может не совпадать с мнением редакции.
Источник: РБК

Опубликовано в Статьи
xx)) ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?:: :?: :!:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

Подписаться на свежие новости

Введите свой e-mail:



Нажмите Ctrl+D , чтобы новости всегда были рядом
Рейтинг@Mail.ru