The smallest solution to one of our biggest problems - Tierney Thys & Christian Sardet

المترجم: Nawfal Aljabali المدقّق: Shimaa Nabil

At this very moment, almost everything around you is being eaten.

في هذه اللحظة تماماً، يتم تناول كل شيء من حولك تقريباً.

Invisible to the naked eye, organisms called microbes swarm every surface.

غير مرئية بالعين المجردة، الكائنات الحية التي تسمى الميكروبات تجتاح كل سطح.

Hordes of bacteria, archaea, and fungi have evolved to produce powerful enzymes

تطورت حشود من البكتيريا والعتائق والفطريات لإنتاج إنزيمات قوية

that break down tough organic material into digestible nutrients.

تكسر المواد العضوية الصلبة إلى مغذيات قابلة للهضم.

But there’s one particularly widespread type of material

ولكن هناك نوع واحد من المواد منتشر بشكل خاص

that almost no microbes can biodegrade:

من المواد التي لا يمكن لأي ميكروبات أن تحللها بيولوجياً:

plastics.

البلاستيك.

To make most plastics, molecules from oil, gas and coal are refined

لتصنيع معظم المواد البلاستيكية، يتم تكرير جزيئات النفط والغاز والفحم

and turned into long, repeating chains called polymers.

وتحويلها إلى سلاسل طويلة ومتكررة تسمى البوليمرات.

This process often requires temperatures above 100˚C, incredibly high pressure,

تتطلب هذه العملية غالباً درجات حرارة أعلى من 100 درجة مئوية،

and various chemical modifications.

وضغطاً مرتفعاً بشكل لا يصدق، وتعديلات كيميائية مختلفة.

The resulting man-made polymers are quite different

تختلف البوليمرات الناتجة من صنع الإنسان تماماً

from the polymers found in nature.

عن البوليمرات الموجودة في الطبيعة.

And since they’ve only been around since the 1950s,

وبما أنها كانت موجودة فقط منذ خمسينيات القرن الماضي،

most microbes haven’t had time to evolve enzymes to digest them.

لم يكن لدى معظم الميكروبات الوقت لتطوير الإنزيمات لهضمها.

Making matters even more difficult,

ما يجعل الأمور أكثر صعوبة،

breaking most plastics’ chemical bonds requires high temperatures

فإن كسر معظم الروابط الكيميائية للبلاستيك يتطلب درجات حرارة عالية

comparable to those used to create them—

مماثلة لتلك المستخدمة في إنشائها؛

and such heat is deadly to most microbes.

وهذه الحرارة مميتة لمعظم الميكروبات.

This means that most plastics never biologically degrade—

هذا يعني أن معظم المواد البلاستيكية لا تتحلل أبداً من الناحية البيولوجية،

they just turn into countless, tiny, indigestible pieces.

إنها تتحول فقط إلى قطع لا حصر لها وصغيرة وغير قابلة للهضم.

And pieces from the most common plastics like Polyethylene, Polypropylene,

وتتراكم قطع البلاستيك الأكثر شيوعاً مثل البولي إيثيلين والبولي بروبيلين

and Polyester-terephthalate have been piling up for decades.

والبوليستر تيريفثالات منذ عقود.

Each year humanity produces roughly 400 million more tons of plastic,

تنتج البشرية كل عام ما يقرب من 400 مليون طن إضافي من البلاستيك،

80% of which is discarded as trash.

يتم التخلص من 80٪ منها كقمامة.

Of that plastic waste, only 10% is recycled.

من تلك النفايات البلاستيكية، يتم إعادة تدوير 10٪ فقط.

60% gets incinerated or goes into the landfills,

يتم حرق 60٪ أو تذهب إلى مدافن النفايات،

and 30% leaks out into the environment

وتتسرب 30٪ إلى البيئة

where it will pollute natural ecosystems for centuries.

حيث ستلوث النظم البيئية الطبيعية لعدة قرون.

An estimated 10 million tons of plastic waste end up in the ocean each year,

نحو 10 ملايين طن من النفايات البلاستيكية ينتهي بها المطاف في المحيط كل عام،

mostly in the form of microplastic fragments that pollute the food chain.

معظمها في شكل شظايا بلاستيكية دقيقة تلوث السلسلة الغذائية.

Fortunately, there are microbes that may be able

لحسن الحظ، هناك ميكروبات قد تكون قادرة

to take a bite out of this growing problem.

على التخلص من هذه المشكلة المتنامية.

In 2016, a team of Japanese researchers sampling sludge

في 2016، اكتشف فريق من الباحثين اليابانيين أخذ عينات من الحمأة

at a plastic-bottle recycling plant discovered

في مصنع إعادة تدوير الزجاجات البلاستيكية

Ideonella sakaiensis 201-F6.

Ideonella sakaiensis 201-F6.

This never-before-identified bacterium contained two enzymes

تحتوي هذه البكتيريا التي لم يتم التعرف عليها من قبل على إنزيمين

capable of slowly breaking down PET polymers

قادرين على تكسير بوليمرات PET ببطء

at relatively low temperatures.

في درجات حرارة منخفضة نسبياً.

Researchers isolated the genes coding for these plastic-digesting enzymes,

عزل الباحثون الجينات المشفرة لهذه الإنزيمات الهاضمة للبلاستيك،

allowing other bioengineers to combine and improve the pair—

ما سمح لمهندسين بيولوجيين آخرين بدمج الزوج وتحسينه-

creating super-enzymes that could break down PET up to 6 times faster.

مما ينتج عنه إنزيمات فائقة يمكنها تحطيم PET أسرع 6 مرات.

Even with this boost,

حتى مع هذا التعزيز،

these lab-grown enzymes still took weeks to degrade a thin film of PET,

لا تزال هذه الإنزيمات المزروعة في المختبر تستغرق أسابيع لتحلل طبقة رقيقة من PET،

and they operated best at temperatures below 40˚C.

وتعمل بشكل أفضل في درجات حرارة أقل من 40 درجة مئوية.

However, another group of scientists in Japan had been researching

ومع ذلك، قامت مجموعة أخرى من العلماء في اليابان بالبحث

bacterial enzymes adapted to high temperature environments

عن إنزيمات بكتيرية تتكيف مع بيئات ذات درجات حرارة عالية

like compost piles.

مثل أكوام السماد.

And within one particularly warm pile of rotting leaves and branches,

وضمن كومة دافئة بشكل خاص من الأوراق والأغصان المتعفنة،

they found gene sequences for powerful degrading enzymes

وجدوا تسلسلاً جينياً لأنزيمات مهينة قوية

known as Leaf Branch Compost Cutinases.

تُعرف باسم كتينازات أوراق السماد العضوي.

Using fast-growing microorganisms,

باستخدام الكائنات الدقيقة سريعة النمو،

other researchers were able to genetically engineer

تمكن باحثون آخرون من هندسة

high quantities of these enzymes.

كميات كبيرة من هذه الإنزيمات وراثياً.

They then enhanced and selected special variants of the Cutinases

ثم قاموا بتحسين واختيار أنواع خاصة من الكتينازات

that could degrade PET plastic in environments reaching 70˚C—

التي يمكن أن تتحلل من البلاستيك في البيئات التي تصل إلى 70 درجة مئوية -

a high temperature that can weaken PET polymers and make them digestible.

وهي درجة حرارة عالية يمكن أن تضعف بوليمرات PET وتجعلها قابلة للهضم.

With the help of these and other tiny diehards,

بمساعدة هؤلاء وغيرهم من المتعصبين الصغار،

the future of PET recycling looks promising.

يبدو مستقبل إعادة تدوير PET واعداً.

But PET is just one type of plastic.

لكن مادة PET هي نوع واحد فقط من البلاستيك.

We still need ways to biologically degrade all the other types,

ما زلنا بحاجة إلى طرق للتحلل البيولوجي لجميع الأنواع الأخرى،

including abundant PEs and PPs

بما في ذلك البولي إيثيلين والبولي بروبيلين الوفيرة

which only begin breaking down at temperatures well above 130˚C.

التي لا تبدأ بالتحلل إلا في درجات حرارة أعلى بكثير من 130 درجة مئوية.

Researchers don’t currently know of any microbes or enzymes

لا يعرف الباحثون حالياً أي ميكروبات أو إنزيمات

tough enough to tolerate such temperatures.

قوية بما يكفي لتحمل درجات الحرارة هذه.

So for now, the main way we deal with these plastics

حتى اللحظة، الطريقة الرئيسية للتعامل مع هذه المواد البلاستيكية

is through energy-intensive physical and chemical processes.

هي من خلال العمليات الفيزيائية والكيميائية كثيفة الاستخدام للطاقة.

Today only a small fraction of plasticwaste

اليوم فقط جزء صغير من النفايات البلاستيكية

can be biologically degraded by microbes.

يمكن أن يتحلل بيولوجيًا بواسطة الميكروبات.

Researchers are looking for more heat-tolerant plastivores

يبحث الباحثون عن المزيد من المخلوقات التي تتحمل الحرارة

in the planet’s most hostile environments

في البيئات الأكثر عدائية على كوكب الأرض

and engineering better plastivorous enzymes in the lab.

وهندسة إنزيمات أفضل للبلاستيفورس في المختبر.

But we can’t rely solely on these tiny helpers to clean up our enormous mess.

لكن لا يمكننا الاعتماد فقط على هؤلاء المساعدين الصغار لتنظيف الفوضى الهائلة.

We need to completely rethink our relationship with plastics,

نحن بحاجة إلى إعادة التفكير تماماً في علاقتنا بالبلاستيك،

make better use of existing plastics,

والاستفادة بشكل أفضل من المواد البلاستيكية الموجودة،

and stopproducing more of the same.

والتوقف عن إنتاج المزيد منها.

And we urgently need to design more environmentally friendly types of polymers

ونحن بحاجة ماسة إلى تصميم أنواع أكثر صداقة للبيئة من البوليمرات

that our growing entourage of plastivores can easily break down.

التي يمكن أن تتحلل بسهولة من حاشيتنا المتزايدة من الحيوانات الأليفة.