Kafshët mund të kenë ngrënë bioplastikën e natyrës për qindra milionë vjet

Mikroorganizmat zhvilluan plastikën e biodegradueshme shumë kohë përpara se njerëzit të fillonin ta prodhonin atë. Shumë baktere dhe arkea prodhojnë natyrshëm përbërje të njohura si polihidroksialkanoate (PHA), të cilat i ruajnë brenda qelizave të tyre si rezerva karboni dhe energjie.

Shkencëtarët kishin supozuar prej kohësh se vetëm mikroorganizmat mund t’i shpërbënin këto plastikë natyrore. Hulumtimi i ri nga Instituti Max Planck për Mikrobiologjinë Detare në Bremen, Gjermani, tashmë e sfidon këtë ide. Në një studim të botuar në Nature Ecology & Evolution, studiuesit zbuluan se një gamë e gjerë kafshësh, duke përfshirë krimbat detarë, yjet e detit, krimbat e tokës dhe lloje të tjera tokësore, zotërojnë enzima që mund të shpërbëjnë PHA-të mikrobiale. Zbulimi tregon për një rrugë të panjohur më parë përmes së cilës karboni i ruajtur nga mikrobet mund të kalojë në rrjetet ushqimore të kafshëve.

Një krimb detar pa zorrë zbulon një aftësi të fshehur

Hulumtimi filloi me një krimb detar të pazakontë të quajtur Olavius algarvensis. Ndryshe nga shumica e kafshëve, ai nuk ka gojë dhe as zorrë. Në vend të tyre, krimbi varet nga bakteret simbiotike që jetojnë nën lëkurën e tij, të cilat ai i tret si burim ushqimi.

“Një nga simbiontët bakterialë të krimbit ruan sasi të jashtëzakonshme karboni në formën e PHA-së”, thotë Nicole Dubilier. “Ne pyetëm veten nëse krimbi kishte zhvilluar një mënyrë për të shfrytëzuar këtë rezervë të pasur energjie.”

Përgjigjja ishte: Po. Studiuesit identifikuan një enzimë te krimbi që mund t’i shpërbëjë PHA-të mikrobiale në molekula më të vogla, të cilat kafshët janë në gjendje t’i përdorin. Imazheria me rezolucion të lartë zbuloi gjithashtu se enzima prodhohet në të njëjtin vend ku krimbi tret partnerët e tij bakterialë. Ky zbulim tregon se krimbi mund të shfrytëzojë rezervat e PHA-së të ruajtura brenda baktereve të tij simbiotike.

Zbulimi nuk u kufizua vetëm te një krimb detar. Kur ekipi shqyrtoi në mënyrë më të gjerë gjenomet e kafshëve, gjeti enzima të ngjashme në më shumë se 66 lloje që i përkasin nëntë degëve të ndryshme të botës së gjallë. Testet laboratorike treguan se enzimat nga kafshë shumë larg të afërta me njëra-tjetrën, përfshirë një sfungjer, një krimb toke dhe një kolembol, mund të shpërbënin gjithashtu PHA-të mikrobiale.

“Ky ishte befasimi i vërtetë”, thotë autorja e parë Caroline Zeidler. “Ajo që nisi si një zbulim te një krimb i vetëm detar doli të ishte një aftësi e përhapur, e përbashkët për kafshë nga degë shumë të ndryshme të pemës së jetës.”

Bioplastikat PHA

PHA-të shërbejnë si rezerva energjie dhe karboni për mikrobet, por ato përdoren gjithashtu për prodhimin e plastikave të biodegradueshme. Në prodhimin industrial, bakteret rriten në rezervuarë të mëdhenj fermentimi dhe u jepen materiale të pasura me karbon, si sheqerna, niseshte ose vajra bimorë. Në kushtet e duhura, bakteret grumbullojnë sasi të mëdha PHA-sh. Këto përbërje mund të nxirren më pas dhe të shndërrohen në materiale të ngjashme me plastikën.

Plastikat me bazë PHA mund të formësohen, i rezistojnë relativisht mirë ujit dhe mbeten mjaftueshëm të qëndrueshme për një shumëllojshmëri përdorimesh të përditshme. Ato përdoren në produkte të tilla si ambalazhet ushqimore dhe materialet higjienike. Në bujqësi, plehrat mund të mbyllen brenda kokrrizave PHA, të cilat gradualisht çlirojnë përmbajtjen e tyre ndërsa plastika shpërbëhet. Përdorimet mjekësore përfshijnë mbulesat e plagëve, sistemet e shpërndarjes së barnave dhe implantet ose qepjet e absorbueshme që shpërbëhen ngadalë brenda trupit.

PHA-të janë veçanërisht të rëndësishme për shkak të qarkullimit të tyre biologjik: ato prodhohen nga mikroorganizmat dhe gjithashtu mund të shpërbëhen përmes proceseve biologjike. Megjithatë, aktualisht ato përbëjnë vetëm një pjesë të vogël të tregut të bioplastikave. Kjo mund të ndryshojë ndërsa kërkesa për materiale të biodegradueshme dhe me bazë biologjike rritet dhe kapaciteti global i prodhimit të bioplastikave pritet të zgjerohet ndjeshëm në vitet e ardhshme.

Gjetjet e reja i shtojnë një tjetër dimension kësaj tabloje, duke treguar se shumë kafshë ujore dhe tokësore gjithashtu mbartin enzima të afta të shpërbëjnë PHA-të.

Bioplastikat natyrore janë të përhapura në mjedis

PHA-të mikrobiale gjenden natyrshëm në tokë, sedimente dhe mjedise ujore në mbarë botën. Mikroorganizmat i prodhojnë ato kur kanë më shumë karbon sesa u nevojitet menjëherë, duke e ruajtur tepricën për përdorim të mëvonshëm. PHA-të janë gjithashtu ndër relativisht të paktat plastikë që gjenden natyrshëm dhe që janë plotësisht të biodegradueshme.

Interesi për PHA-të është rritur sepse ato po prodhohen gjithnjë e më shumë si alternativa të qëndrueshme ndaj plastikave konvencionale. Si rezultat, shkencëtarët po i kushtojnë më shumë vëmendje mënyrës se si këto materiale shpërbëhen në mjediset natyrore.

Gjetjet e Dubilier dhe kolegëve të saj sugjerojnë se kafshët mund të ndihmojnë në shpërbërjen e bioplastikave natyrore së bashku me mikroorganizmat. Edhe më e rëndësishmja, rezultatet tregojnë se kafshët mund të kenë akses te një rezervë mikrobiale karboni, e cila më parë konsiderohej e paarritshme prej tyre.

“Studimi ynë ndryshon mënyrën se si e kuptojmë se kush mund t’i përdorë këto rezerva mikrobiale karboni”, thotë bashkëautorja Maggie Sogin. “Kafshët ndoshta janë ushqyer me bioplastikën origjinale të natyrës për qindra miliona vjet, ne vetëm po e zbulojmë tani.”

Një rrugë e re në ciklin e karbonit

Shkencëtarët ende nuk e dinë se sa i zakonshëm është ky proces në ekosistemet natyrore ose sa kontribuon ai në qarkullimin global të karbonit. Megjithatë, zbulimi ofron një mënyrë të re për të menduar mbi marrëdhëniet midis mikroorganizmave dhe kafshëve.

Ai gjithashtu tregon se si kërkimet mbi organizmat e pazakontë mund të zbulojnë procese biologjike që kanë mbetur të fshehura, pavarësisht se mund të kenë funksionuar për qindra miliona vjet./ScienceDaily