原标题：人类污染压力下，微生物被迫进化：大量新酶类出现，可降解10种不同类型塑料
随着越来越多的塑料废物暴露在环境中，自然界也在寻找新的应对方法进行“自我”消化。据外媒报道，一项发表在美国微生物领域mBio期刊上的研究表明，全球海洋和土壤中的微生物正在进化，以降解不断增多的人类制造的塑料废物。
微生物的进化：污染越重，酶的种类和数量就越多
该研究由瑞典学者发起，是对微生物塑料降解潜力进行的首次大规模全球评估。研究人员从世界236个不同地点采集微生物样本。在收集分析的微生物样本中，发现近四分之一样本携带可以降解塑料的酶。然后，研究人员将这些酶与95种已知可降解塑料的微生物酶进行对比分析。
研究结果显示，从提取的微生物样本中发现了3万种不同的酶，其中近60%的酶不属于任何已知的酶类，这些微生物以“未知的方式”，可降解约10种不同类型的塑料。
↑巴厘岛贝拉瓦海滩上的塑料垃圾。
此外，研究人员还发现，不同地区酶的数量和类型与塑料废物的数量、类型相匹配。他们指出，从海洋中提取的微生物样本中发现了大约1.2万种新酶，而在越深的海底（塑料污染更为严重），酶的含量就越高。在土壤中提取的微生物样本中，研究人员也发现塑料污染严重的地区，微生物酶的种类就越丰富，且数量也更多。
“我们的多个研究结果证实了，全球微生物群的塑料降解潜力与塑料污染密切相关——这也说明了环境是如何应对我们不断向其施加的污染压力。”研究作者、瑞典查尔姆斯理工大学教授阿列克谢·泽列兹尼亚克表示。同时，研究者扬·兹里梅克教授也表示，“我们没想到会发现如此多的微生物酶，这也反映了塑料污染的严重性。”
大自然的启示：有望将新的酶引入塑料降解
研究人员表示，在过去70年时间里，塑料产量从每年200万吨激增至3.8亿吨。每年有近1.5亿吨塑料被填埋或释放到环境中，而其中超过800万吨塑料随河水流入海洋。大多数塑料废物不会降解，只是通过数年的时间分解成微粒。据此前研究，从珠穆朗玛峰的顶峰到深海区域，甚至人类的肠胃中，都发现了微塑料。塑料需求增加而引发的环境危机，导致塑料后端的收集和处理也愈加受到各界重视。
↑此前，英国科学家约翰·麦基汉等人合成了一种新的“超级酶”，以解决塑料垃圾难题。
但目前很多塑料很难回收再利用或有效降解，科学界也一直在寻找可以分解塑料的微生物酶。2016年，科学家在日本垃圾场中发现了第一种自然进化的可降解塑料的微生物细菌。科学家们对其展开研究，了解其如何产生关键酶。随后科学家对该种生物酶进行了调整和改进，在几天的时间内可分解PET塑料。在2020年，经再一次调整，其分解塑料的速度提高了六倍。
而数万种新型微生物酶的发现，将有助于研究者进一步了解生物分解塑料的机制和步骤，促进合成生物学研究，在工业塑料废物生物降解方面有所突破。另一方面，使用酶可以将塑料解聚恢复到原始单体结构，从而实现塑料的重复使用，减少新塑料生产的需求。
“下一步就是在这些新酶中选出最有希望的候选酶，密切研究它们的特性及塑料降解能力，”泽列兹尼亚克说道。“基于此研究，还可以针对特定塑料类型设计出不同的降解方式。”
红星新闻记者王雅林实习记者丁文
责任编辑：张玉