一种生活在海洋中的真菌可以分解塑料聚乙烯

塑料颗粒（红色）被海洋真菌 Parengyodontium album 定殖。图片来源：Annika Vaksmaa/NIOZ

真菌Parengyodontium与其他海洋微生物一起生活在海洋塑料垃圾的薄层中。荷兰皇家海洋研究所(NIOZ)的海洋微生物学家发现，这种真菌能够分解塑料聚乙烯(PE)的颗粒，聚乙烯是海洋中含量最多的塑料。NIOZ的研究人员与乌得勒支大学、海洋清理基金会以及巴黎、哥本哈根和瑞士圣加仑的研究机构的同事合作。这一发现使这种真菌加入了一个非常短的塑料降解海洋真菌名单:迄今为止只发现了四种。人们已经知道有更多的细菌能够降解塑料。

准确地跟踪降解过程

研究人员在北太平洋的塑料污染热点地区寻找塑料降解微生物。从收集到的塑料垃圾中，他们通过在实验室中含有标记碳的特殊塑料上生长来分离海洋真菌。Vaksmaa:“这些所谓的13C同位素在食物链中仍然可追溯。它就像一个标签，使我们能够跟踪碳的去向。然后我们可以在降解产物中追踪它。”

Vaksmaa对这一新发现感到兴奋:“这项研究在科学上的突出之处在于，我们可以量化降解过程。”在实验室里，Vaksmaa和她的团队观察到P. album对PE的分解速度约为每天0.05%。“我们的测量还表明，真菌在分解聚乙烯时不会使用太多来自聚乙烯的碳。P. album使用的大部分PE被转化为二氧化碳，真菌再次排出二氧化碳。”虽然二氧化碳是一种温室气体，但这一过程并不会带来新的问题:真菌释放的二氧化碳量与人类呼吸时释放的二氧化碳量一样少。

只有在紫外线的作用下

研究人员发现，阳光的存在对真菌利用聚乙烯作为能量来源至关重要。Vaksmaa:“在实验室中，P. album只能分解暴露在紫外线下至少很短时间的PE。这意味着在海洋中，真菌只能降解最初漂浮在海面附近的塑料，”Vaksmaa解释说。“我们已经知道，紫外线本身会机械地分解塑料，但我们的研究结果表明，它也会促进海洋真菌对塑料的生物分解。”

还有其他真菌

由于大量不同的塑料在暴露在阳光下之前会沉入更深的层，P.album将无法将它们全部分解。Vaksmaa预计，在海洋深处，还有其他未知的真菌也能降解塑料。“海洋真菌可以分解由碳组成的复杂材料。海洋真菌的数量非常多，所以除了目前发现的四种海洋真菌外，很可能还有其他种类的海洋真菌也有助于塑料的降解。关于塑料降解如何在更深层发生的动力学，还有很多问题，”Vaksmaa说。

塑料汤

寻找塑料降解生物迫在眉睫。每年，人类生产超过4000亿公斤的塑料，预计到2060年，这一数字将至少增加两倍。大部分塑料垃圾最终都进入了海洋:从极地到热带，它们漂浮在地表水中，到达更深的海洋，最终落在海底。

NIOZ的首席作者Annika Vaksmaa说:“大量塑料最终进入亚热带环流，海水几乎静止的海洋中的环状洋流。这意味着一旦塑料被运到那里，就会被困在那里。仅太平洋的北太平洋副热带环流就已经积累了大约8000万公斤的漂浮塑料，而北太平洋副热带环流只是全球六大环流之一。”