Las bacterias utilizan la división de tareas al descomponer el plástico
Los investigadores esbozan los mecanismos de las comunidades bacterianas marinas que degradan los materiales plásticos
Un estudio actual de la Dra. Başak Öztürk y su equipo del Instituto Leibniz DSMZ-Colección Alemana de microorganismos y Cultivos Celulares GmbH en Braunschweig, Alemania, investigó cómo los organismos marinos descomponen y utilizan el plástico biológicamente degradable. Los investigadores no sólo establecieron los grupos de bacterias implicadas en la descomposición, sino que también fueron capaces de descubrir un mecanismo potencial detrás de la degradación del material plástico.
Imagen de microscopio electrónico de los agujeros (negros) en el plástico causados por la degradación bacteriana
HZI/Rohde
El plástico: una cuestión medioambiental
La demanda de plástico ha aumentado continuamente en los últimos años. Por ejemplo, en 2017 se produjeron 350 millones de toneladas de plástico en todo el mundo, más del 70 por ciento de las cuales resurgieron como residuos en los océanos. La industria ha reaccionado a esta creciente contaminación del medio ambiente desarrollando plásticos biológicamente degradables. Uno de los materiales más utilizados es el poli(butileno adipato-co-tereftalato) (PBAT), que ofrece tanto las propiedades mecánicas necesarias como una buena degradabilidad biológica. El PBAT se utiliza a menudo en materiales de embalaje, bolsas de basura e incluso en la agricultura, por ejemplo en películas de mantillo, ya que sus propiedades son muy similares a las del polietileno plástico convencional (LD-PE). La descomposición del PBAT por los microorganismos del suelo ya ha sido ampliamente investigada. Sin embargo, todavía no está claro cómo se produce la descomposición en un medio acuático y si, por ejemplo, las bacterias marinas podrían utilizar los productos de la degradación como fuente de alimentos.
Diferentes bacterias cooperan en la descomposición de los plásticos
En su estudio, el equipo de investigación pudo demostrar que diferentes bacterias de los grupos Alfaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Flavobacteria y Actinobacteria están involucradas en la degradación del PBAT. "Nuestros primeros experimentos demostraron que se forma una biopelícula en el plástico en los primeros tres días; los primeros agujeros fueron aparentes después de seis días", informa la Dra. Ingrid Meyer Cifuentes, investigadora postdoctoral en el DSMZ y autora principal de la publicación. En total, la comunidad bacteriana tardó de 15 a 20 días en desintegrar completamente el material plástico. Durante este tiempo, las diversas bacterias utilizaron los productos metabólicos de PBAT como fuente de carbono para su propio metabolismo. La bacteria finalmente convirtió aproximadamente el 60 por ciento del carbono plástico disponible enCO2.
Otros hallazgos experimentales llevaron a los autores a concluir que la degradación inicial del plástico tiene lugar dentro del biofilm. Los productos metabólicos resultantes se descomponen entonces por la comunidad bacteriana del biofilm y por las bacterias que flotan libremente en el entorno inmediato. Así, la degradación del plástico es una hazaña sinérgica. "El proceso de degradación que investigamos en el laboratorio es probablemente un poco diferente al del océano", comenta el microbiólogo y líder del estudio Başak Öztürk. "Sin embargo, nuestros hallazgos indican claramente que la degradación del plástico en un ambiente marino es similar a la observada en el suelo. A largo plazo, este conocimiento podría ayudar a la ciencia a desarrollar el plástico con una degradabilidad orgánica aún mejor, y así contribuir de manera significativa a la protección del medio ambiente".
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