Пластиковая бутылка, упаковка продуктов и синтетическая одежда могут служить человеку недолго, но после использования остаются в окружающей среде на десятилетия. Биологи ищут решение там, где его сложно заметить невооружённым глазом: среди бактерий, грибов и ферментов, способных разрушать отдельные виды полимеров.
Исследования последних лет показывают, что живые организмы действительно обладают такими возможностями. Однако между лабораторным экспериментом и исчезновением пластикового мусора существует дистанция, которую наука только начинает преодолевать.
Проблема, которую нельзя просто закопать
По данным Программы ООН по окружающей среде, в 2024 году человечество произвело около 400 млн тонн пластиковых отходов. Перерабатывается лишь около 9% пластика. Остальное накапливается на полигонах, сжигается или попадает в природную среду.
Под действием солнца, воды и механического воздействия пластиковые предметы постепенно распадаются на мелкие частицы. Однако разрушение бутылки на микропластик не означает, что материал исчез: он продолжает существовать в почве, водоёмах и пищевых цепочках.
Поэтому исследователей интересует другой процесс: смогут ли живые организмы разрушать длинные молекулярные цепочки полимеров до более простых компонентов, которые можно переработать повторно.
Бактерии работают эффективнее, когда действуют вместе
Одним из важных направлений стало изучение бактерий, способных воздействовать на полиэтилентерефталат — материал, из которого производят бутылки, упаковку и полиэстеровые ткани.
В 2016 году исследователи описали бактерию Ideonella sakaiensis. Для разрушения этого вида пластика она использует два фермента, последовательно расщепляющих материал. Открытие показало, что отдельные микроорганизмы способны воздействовать на промышленные полимеры.
Однако природные ферменты работают недостаточно быстро для масштабной переработки. Поэтому исследователи начали изменять их структуру и искать более эффективные сочетания микроорганизмов.
В марте 2026 года Массачусетский технологический институт сообщил о результатах исследования морских бактерий. Учёные изучили микроорганизмы, поселившиеся на образцах биоразлагаемого пластика в Средиземном море, и выделили 30 видов бактерий.
Оказалось, что для полного процесса важен коллективный механизм. Одна бактерия расщепляет полимер на составные части, другие используют получившиеся вещества. Исследователи смогли сократить исходное сообщество до пяти видов, которые вместе сохраняли необходимую активность.
При этом полученная группа не справилась с другим видом пластика. Результат показывает, что универсального микроорганизма, способного уничтожать любые отходы, пока не существует: эффективность зависит от конкретного полимера и состава бактериального сообщества.
Грибы способны разрушать сложные полимеры
Не меньший интерес представляют грибы. Они выделяют ферменты, позволяющие расщеплять сложные органические соединения, и в отдельных случаях воздействуют на синтетические материалы.
Исследователи Сиднейского университета проверили два распространённых вида грибов — Aspergillus terreus и Engyodontium album. В лабораторных условиях они воздействовали на полипропилен, который используется для упаковки, бытовых изделий и контейнеров.
После предварительной обработки материала ультрафиолетом или нагреванием грибы разрушили около 21% пластика за 30 дней. Через 90 дней показатель достиг 25-27%.
Здесь принципиально учитывать условия эксперимента: грибы не уничтожили весь материал и работали с предварительно подготовленным пластиком. Переносить этот результат непосредственно на природные условия нельзя.
Другой подход проверили специалисты Института пресноводной экологии и внутреннего рыболовства имени Лейбница. Они исследовали 18 штаммов грибов и обнаружили, что представители родов Fusarium, Penicillium, Botryotinia и Trichoderma способны воздействовать на полиэтилен, полиуретан и резиновые материалы.
В этом исследовании полимеры не подвергались предварительной обработке ультрафиолетом, нагреванием или химическими окислителями. При этом наиболее доступным для грибов материалом оказался полиуретан.
Учёные нашли сотни тысяч потенциальных помощников
В апреле 2026 года Университет Турку сообщил о результатах международного исследования, участники которого составили каталог из 625 616 микробных белков, потенциально связанных с разрушением природных и синтетических полимеров.
Исследователи также установили, что более 95% изученных видов прокариот — бактерий и архей — имеют по меньшей мере один ген, который может быть связан с такими процессами.
Это не означает, что каждая бактерия способна переработать пластиковую бутылку. Каталог отражает предполагаемый генетический потенциал, а не результат промышленной проверки каждого найденного белка.
Тем не менее такая база помогает определять перспективные ферменты и точнее выбирать микроорганизмы для дальнейших экспериментов.
Пластик, который запрограммировали на разрушение
Ещё один подход предполагает встраивание механизма разложения непосредственно в материал.
В апреле 2026 года Американское химическое общество сообщило об эксперименте с поликапролактоном — биоразлагаемым полимером, который применяется, в частности, в 3D-печати и некоторых хирургических материалах.
Учёные добавили в него споры генетически изменённых бактерий Bacillus subtilis. После активации бактерии вырабатывали два фермента: один разрушал длинные молекулярные цепочки, другой расщеплял образовавшиеся фрагменты.
В лабораторных условиях материал полностью разложился за шесть дней. Однако процесс потребовал питательной среды и температуры 50 градусов. Эксперимент проводился с конкретным полимером, поэтому утверждать, что создан способ уничтожения любого пластика в океане или на свалке, преждевременно.
От лабораторных опытов к промышленным испытаниям
Ферментативная переработка постепенно выходит за пределы научных лабораторий. В июле 2026 года французская компания Carbios сообщила о завершении сотой испытательной партии на демонстрационной площадке в Клермон-Ферране.
По данным компании, при переработке текстильных отходов, содержащих полиэстер, удалось добиться более 95% преобразования материала за 24 часа. Полученные компоненты предполагается использовать повторно для производства полимеров.
Однако речь идёт именно о демонстрационном производстве и результатах, заявленных самой компанией. Полноценный промышленный завод Carbios планирует запустить в первой половине 2028 года при условии завершения финансирования проекта.
Бактерии и грибы не очистят планету самостоятельно. Их возможности зависят от вида пластика, температуры, состава среды и предварительной подготовки материала. Но именно изучение этих механизмов открывает путь к технологиям, которые позволят возвращать пластиковые отходы в производство, а не оставлять их природе.
#Биология #Наука #Биотехнологии #Экология #ПереработкаПластика
Графическое сопровождение статьи создано с использованием технологий искусственного интеллекта.