- El hongo marino Parengyodontium album puede descomponer partículas de polietileno (PE), el plástico más común en el mar, solo después de que hayan pasado por la radiación UV de la luz solar
- Investigadores de NIOZ, Utrecht University y Ocean Cleanup Foundation buscaron microorganismos en una zona de contaminación plástica del Pacífico Norte y rastrearon el proceso de degradación con un plástico especial que contenía el isótopo 13C
- La velocidad de degradación del PE por P. album confirmada en laboratorio fue de aproximadamente 0,05% por día, y la mayor parte del carbono proveniente del PE no se utilizó en el cuerpo del hongo, sino que se convirtió en CO2 y se liberó
- Como solo puede descomponer PE que haya estado expuesto a UV aunque sea por poco tiempo, en el mar su acción se limita principalmente al tratamiento de plásticos que inicialmente flotaban cerca de la superficie
- La humanidad produce más de 400.000 millones de kg de plástico cada año, y se espera que esa cifra al menos se triplique para 2060, por lo que cobra importancia encontrar otros hongos marinos que funcionen en aguas más profundas
Un hongo marino que descompone PE expuesto a UV
- El hongo marino Parengyodontium album vive junto con otros microorganismos marinos en la fina capa que se forma sobre la superficie de los residuos plásticos en el mar
- Microbiólogos marinos de NIOZ confirmaron que este hongo puede descomponer partículas de polietileno (PE), el plástico más abundante entre los que llegan al mar
- Los resultados de la investigación se publicaron en la revista científica Science of the Total Environment
- P. album forma parte de la lista de hongos marinos degradadores de plástico identificados hasta ahora
- Hasta ahora solo se han descubierto 4 especies de hongos marinos capaces de degradar plástico
- Ya se conocían más bacterias capaces de degradar plástico
Cómo se rastreó el proceso de degradación
- El equipo de investigación buscó microorganismos degradadores de plástico en una zona de alta concentración de contaminación plástica en el Pacífico Norte
- Tras aislar hongos marinos de los residuos plásticos recolectados, los cultivaron en laboratorio sobre un plástico especial con carbono marcado
- El isótopo 13C puede rastrearse dentro de la cadena alimentaria, por lo que se usa para verificar adónde se desplaza el carbono del plástico como producto de la degradación
- Con este método pudieron cuantificar el proceso de degradación del PE
Velocidad y productos de degradación confirmados en laboratorio
- En observaciones de laboratorio, la velocidad de degradación del PE por P. album fue de aproximadamente 0,05% por día
- Las mediciones mostraron que el hongo no usa mucho del carbono proveniente del PE mientras lo descompone
- La mayor parte del carbono del PE degradado se convierte en dióxido de carbono (CO2) y se libera nuevamente
- Se considera que estas emisiones de CO2 son equivalentes a una baja cantidad emitida por la respiración humana, por lo que no alcanzarían un nivel capaz de generar un nuevo problema
La condición necesaria: UV
- Para que P. album use el PE como fuente de energía, la luz solar es indispensable
- En el laboratorio, P. album solo degradó PE que había estado expuesto a luz UV al menos durante un breve período
- En el mar, solo los plásticos que inicialmente flotaban cerca de la superficie pueden convertirse en objetivo de degradación de este hongo
- Ya se sabía que la luz UV degrada mecánicamente el plástico, y este resultado muestra que la UV también promueve la degradación biológica por hongos marinos
Hongos no identificados en aguas más profundas
- Como muchos plásticos se hunden a capas más profundas antes de exponerse a la luz solar, P. album no puede descomponer todos los plásticos
- Annika Vaksmaa considera que en aguas más profundas también podría haber hongos aún desconocidos capaces de degradar plástico
- Los hongos marinos pueden descomponer materiales complejos basados en carbono y existen en muchas variedades
- Además de las 4 especies identificadas hasta ahora, otras especies también podrían contribuir a la degradación del plástico
- Todavía quedan muchas preguntas sobre con qué dinámica ocurre la degradación del plástico en capas más profundas
Escala de la contaminación plástica
- La humanidad produce más de 400.000 millones de kg de plástico cada año
- Se espera que la producción de plástico sea al menos 3 veces mayor para 2060
- Muchos residuos plásticos llegan al mar, flotan en aguas superficiales desde las zonas polares hasta los trópicos, luego se desplazan hacia aguas más profundas y finalmente caen al fondo marino
- Los giros subtropicales (subtropical gyres) son corrientes oceánicas en forma de anillo donde el agua permanece casi estancada, por lo que, una vez que el plástico entra, queda atrapado
- Solo en el giro subtropical del Pacífico Norte, uno de los seis grandes giros del mundo, ya se han acumulado cerca de 80 millones de kg de plástico flotante
Artículo relacionado
- Biodegradation of polyethylene by the marine fungus Parengyodontium album: artículo publicado en Science of the Total Environment sobre la biodegradación del polietileno por P. album
1 comentarios
Opiniones de Hacker News
De hecho, aislé el hongo Parengyodontium album a partir de muestras terrestres e incluso analicé su secuencia genética.
Las fotos y el ADN se pueden ver aquí:
https://www.inaturalist.org/observations/147456216
https://www.inaturalist.org/observations/150149352
Si este hongo descompone el polietileno, quizá también sea posible un uso secundario de los subproductos como combustible para plantas de cogeneración.
Pero como una gran proporción de los microplásticos en ambientes acuáticos proviene del desgaste de neumáticos de autos, hacen falta más hongos y de tipos más diversos.
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En Suiza se estima que cerca del 90% de los microplásticos liberados al ambiente proviene del desgaste de neumáticos: https://www.admin.ch/gov/en/start/documentation/media-releases.msg-id-100009.html
Hipotéticamente, prohibir los autos de forma radical podría reducir las emisiones de microplásticos en una proporción de 10:1, además de la fragmentación del paisaje, la ocupación del espacio público, los accidentes y riesgos, los daños a personas y animales, los costos públicos, el ruido y las partículas finas.
Haciendo un cálculo aproximado, cada año se producen 20 millones de toneladas de neumáticos, y si el 1% de eso desaparece como banda de rodadura desgastada o, según el conductor, como pared lateral, entonces cada año se dispersan 200.000 toneladas de partículas de neumático en el ambiente.
No entiendo qué pretende Patagonia al cambiarse al poliéster reciclado y considerarlo más ecológico.
Si ocurre acumulación de microplásticos en el cuerpo, me pregunto si los biopolímeros naturales tendrán el mismo problema.
Nosotros no podemos descomponer la celulosa, así que me pregunto qué pasa con la microcelulosa dentro del cuerpo, y también con la lignina, que es aún más difícil de degradar.
Me pregunto si las microfibras vegetales se acumulan en el cuerpo con el tiempo como las fibras de plástico o de asbesto, y si al envejecer terminamos llenos de esos materiales.
En el pasado, una de las razones por las que ser panadero era una de las profesiones mortales era que inhalaban mucho polvo de harina.
La forma en que los hongos descomponen la lignina muestra hasta qué extremos debe llegar un organismo para procesar materia orgánica recalcitrante. Como liberan al exterior de sus células un conjunto de enzimas y compuestos que incluye peróxido de hidrógeno e incluso radicales hidroxilo muy oxidantes, no sorprende que los hongos también puedan atacar el plástico en cierta medida.
Los microplásticos son un caso especial porque químicamente son muy inertes, pero aun así los filtran los riñones. Es muy probable que pase lo mismo con la celulosa o la lignina.
Francamente, después de leer algunos papers sobre microplásticos, sospecho que muchos son bastante flojos. En los laboratorios modernos hay plástico por todas partes, y son raros los artículos con grupos de control adecuados. Cajas de Petri, pipetas, microplacas: todo es de plástico, viene en envases de plástico, se limpia con herramientas de plástico y lo manipulan personas que usan mucha ropa de fibras sintéticas.
Cuando los secuenciadores genéticos se popularizaron por primera vez, se vivió la misma confusión, y al final se aceptó que, como la contaminación con ADN está en todas partes, hay que ser muy cuidadoso con la toma de muestras y los métodos estadísticos.
Las sustancias lo bastante pequeñas como para irritar los pulmones producen efectos similares a niveles de exposición ocupacional, y hay casos peores, como la silicosis. Incluso antes de la industrialización, los trabajadores agrícolas y mineros sufrían con frecuencia neumoconiosis por inhalar polvo.
Hasta donde sé, todavía no se sabe cuánto tiempo permanecen en los pulmones, en la sangre o en todo el cuerpo.
Como los microplásticos son tan comunes y tienen propiedades de disruptores endocrinos, sospecho fuertemente que parte del aumento en la prevalencia del autismo podría estar relacionado con la exposición prenatal a microplásticos. En esa etapa, el momento y la dosis de exposición a andrógenos pueden establecer programas de desarrollo a largo plazo.
No sabía lo de los panaderos; es bastante interesante.
Hace bastante tiempo que vengo escuchando noticias como esta.
Dicen que los hongos descomponen el plástico y que los gusanos comen plástico, pero en la práctica parece que al plástico no le pasa nada. ¿Por qué será?
Si aparece otra fuente de alimento, vuelven a evolucionar hacia comer otra cosa.
Si no hubiera absolutamente nada para comer, los humanos también podrían intentar comer plástico, y quizá alguno sea milagrosamente un elegido capaz de descomponerlo, pero en cuanto pudiera volvería a la comida normal.
Por ejemplo, material finamente triturado, temperaturas altas de 55 °C o más, y pH estrictamente controlado.
Esos ambientes normalmente no existen fuera de un biorreactor, así que es difícil verlos atacando cualquier plástico dentro de una casa.
Es una pregunta seria. Si este hongo se come todos los plásticos, aparecería una enorme cantidad de nueva vida en el mar, y no sabemos qué impacto tendría en el ecosistema. Podría ser cambiar un problema por otro.
No necesariamente son solo buenas noticias
Gracias a la edad dorada del plástico en la que vivimos, fue posible crear envases de alimentos en los que los microorganismos no pueden penetrar, y como resultado la vida útil de algunos productos agrícolas pasó de alrededor de media semana a varias semanas
Si en los próximos 100 años aparecen más microorganismos de este tipo, podrían surgir problemas con los envases de alimentos
El plástico, en esencia, también puede verse como varias etapas del “proceso vital” del petróleo crudo. En lugar de quemar directamente el combustible de calefacción en casa, el plástico vive primero una vez como material de empaque y luego se incinera para aportar calor a la calefacción distrital
Claro que el problema aparece cuando no se quema y termina en el agua
Tampoco aplica al interior del envase si está esterilizado o carece de nutrientes
Lo más probable es que los primeros afectados sean usos de plástico marino como redes de pesca, cuerdas, trajes de baño y boyas. Después vendrían infraestructuras como bombas de drenaje y equipos de riego agrícola, además de usos comunes a la intemperie
Los popotes de plástico que la UE prohibió probablemente nunca habrían llegado al mar en primer lugar
En cambio, fuera de la UE se tiran camiones enteros de plástico a los ríos
Eso aumenta el CO2 en la atmósfera
Ambas cosas son malas, claro. No hay que mezclar capas que originalmente no deberían encontrarse
Quizá dentro de 100 años el último ser vivo de la Tierra termine asfixiado bajo una película de nanodiamantes
Es un gran descubrimiento, pero me preocupa que los fabricantes de plástico lo usen mal como excusa para producir más plástico, con el argumento de que “el plástico no es dañino porque de todos modos los hongos lo degradan orgánicamente”
Si los organismos se vuelven mejores degradando plástico, los fabricantes empezarán a agregar sustancias químicas dañinas al plástico para impedir que se degrade prematuramente
Pero si se descubre una forma muy eficiente de limpiar y descomponer el plástico, los fabricantes sí tendrían algo real que decir. En ese caso podríamos disfrutar de la conveniencia con la certeza de que puede desecharse de forma relativamente segura, así que no necesariamente sería “abuso”
Por suerte parece ser lento. Ya existe ciencia ficción distópica sobre un tema parecido
Si “la degradación de PE por P. album ocurre a una tasa de aproximadamente 0.05% por día”, ¿a qué velocidad empezarían a ablandarse y desmoronarse los plásticos de todo el mundo?
Imagino bacterias y hongos descomponiendo todo el plástico en CO2
No sé qué es menos malo: que el plástico permanezca en el ambiente o que haya menos plástico pero más CO2
Busqué cifras aproximadas: cada año entran al océano unos 8 millones de toneladas de plástico. Al quemar 1 unidad de plástico se generan 3 unidades de CO2, así que si todo eso se degradara por hongos o se incinerara serían unas 24 millones de toneladas de CO2. En cambio, por la quema de combustibles fósiles emitimos alrededor de 35,000 millones de toneladas de CO2 al año
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435117300223
Siento que escucho este tipo de historias con frecuencia
También puede que se informen de forma exagerada porque podrían malinterpretarse como una excusa para seguir produciendo plástico marino
Los quimiótrofos, especialmente las bacterias quimiolitótrofas, prosperan cerca de respiraderos hidrotermales de aguas profundas a temperaturas extremas
Pueden consumir y oxidar hierro, azufre y diversos elementos y compuestos que consideramos tóxicos o inmutables. A cambio, producen una especie de azúcar del que se alimentan los gusanos tubícolas
Ojalá las futuras investigaciones sobre mitigación biológica del plástico se enfoquen en este tipo de conversión y producción de energía. En vez de pensar en el resultado imposible de suma cero de “hacerlo desaparecer por completo”, es más futurista convertir el plástico en algo nuevo y consumible para usarlo como fuente de energía
Para resolver este problema hay que pensar como un gusano tubícola
https://en.wikipedia.org/wiki/Chemotroph