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

Übersetzung: Andrea Hielscher Lektorat: FAE Weiden

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

In diesem Moment wird gerade fast alles um uns herum gefressen.

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

Für unser Auge unsichtbar,

wimmelt es überall von Organismen, die man als Mikroben kennt.

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

Horden von Bakterien, Archaaen und Pilzen produzieren starke Enzyme,

that break down tough organic material into digestible nutrients.

die zähes organisches Material in verdauliche Nährstoffe umwandeln.

But there’s one particularly widespread type of material

Doch es gibt einen besonders verbreiteten Materialtyp,

that almost no microbes can biodegrade:

den kaum eine Mikrobe zersetzen kann:

plastics.

Plastik.

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

Für die meisten Plastikarten werden Moleküle aus Öl, Gas und Kohle raffniniert

and turned into long, repeating chains called polymers.

und in lange, sich wiederholende Ketten namens Polymere verwandelt.

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

Dieses Verfahren erfordert oft Temperaturen von über 100˚C,

unglaublich hohen Druck und diverse chemische Prozesse.

and various chemical modifications.

The resulting man-made polymers are quite different

Dadurch entstehende künstliche Polymere

unterscheiden sich wesentlich von natürlichen Polymeren.

from the polymers found in nature.

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

Da es sie erst seit den 1950er Jahren gibt,

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

konnten die meisten Mikroben noch keine Enzyme entwickeln,

um sie zu verdauen.

Making matters even more difficult,

Noch komplizierter:

breaking most plastics’ chemical bonds requires high temperatures

Um die chemischen Verbindungen der meisten Kunststoffarten zu lösen,

comparable to those used to create them—

braucht man ähnlich hohe Temperaturen wie bei deren Produktion --

and such heat is deadly to most microbes.

und diese Hitze ist für die meisten Mikroben tödlich.

This means that most plastics never biologically degrade—

Das heißt, die meisten Kunststoffe können sich biologisch nicht zersetzen;

they just turn into countless, tiny, indigestible pieces.

sie verwandeln sich nur in zahllose winzige, unverdauliche Teilchen.

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

Und die Menge der gängigsten Kunststoff-Teilchen

wie Polyethylen, Polypropylen und Polyethylenterephthalat

and Polyester-terephthalate have been piling up for decades.

steigt seit Jahrzehnten unaufhörlich.

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

Jedes Jahr produziert die Menschheit etwa 400 Millionen Tonnen Plastik,

80% of which is discarded as trash.

von denen 80 Prozent im Müll landen.

Of that plastic waste, only 10% is recycled.

Von diesem Plastikmüll werden nur 10 Prozent recycelt.

60% gets incinerated or goes into the landfills,

60 Prozent werden verbrannt oder landen auf Müllkippen,

and 30% leaks out into the environment

30 Prozent gelangen in die Umwelt

where it will pollute natural ecosystems for centuries.

und verschmutzen für hunderte von Jahren natürliche Ökosysteme.

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

Circa 10 Millionen Tonnen Plastik gelangen jedes Jahr ins Meer,

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

meist als Mikroplastik-Fragmente, die die Lebensmittelkette verseuchen.

Fortunately, there are microbes that may be able

Zum Glück gibt es Mikroben,

die dieses wachsende Problem teilweise lösen könnten.

to take a bite out of this growing problem.

In 2016, a team of Japanese researchers sampling sludge

2016 entdeckte ein japanisches Forscherteam,

das in einem Recyclingwerk für Plastikflaschen Schlammproben auswertete,

at a plastic-bottle recycling plant discovered

Ideonella sakaiensis 201-F6.

Ideonella sakaiensis 201-F6.

This never-before-identified bacterium contained two enzymes

Das bis dato völlig unbekannte Bakterium enthielt zwei Enzyme,

capable of slowly breaking down PET polymers

die bei relativ niedrigen Temperaturen in der Lage waren,

at relatively low temperatures.

PET-Polymere langsam zu zersetzen.

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

Forscher isolierten den genetischen Code dieser plastikverdauenden Enzyme,

allowing other bioengineers to combine and improve the pair—

andere Bioingenieure kombinierten und verbesserten das Basenpaar.

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

So entstanden Superenzyme,

die PET bis zu sechsmal schneller zersetzen konnten.

Even with this boost,

Selbst mit diesem Schub

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

brauchten die Enzyme aus dem Labor noch Wochen,

um einen dünnen PET-Film zu zersetzen,

and they operated best at temperatures below 40˚C.

und zwar idealerweise bei Temperaturen unter 40˚C.

However, another group of scientists in Japan had been researching

Eine andere Gruppe japanischer Wissenschaftler

bacterial enzymes adapted to high temperature environments

erforschte bakterielle, an hohe Temperaturen gewöhnte Enzyme

like compost piles.

wie etwa in Komposthaufen.

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

In einem besonders warmen Kompost verrottender Blätter und Zweige

they found gene sequences for powerful degrading enzymes

fanden sie Gensequenzen kraftvoller zersetzender Enzyme,

known as Leaf Branch Compost Cutinases.

bekannt als “Leaf Branch Compost Cutinasen” (LCC).

Using fast-growing microorganisms,

Dank schnell wachsender Mikroorganismen

other researchers were able to genetically engineer

gelang es anderen Forschern,

große Mengen dieser Enzyme gentechnisch zu erzeugen.

high quantities of these enzymes.

They then enhanced and selected special variants of the Cutinases

Sie optimierten und selektierten spezielle Varianten der Cutinasen,

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

die PET-Plastik in Umgebungen bis zu 70˚C abzubauen in der Lage sind --

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

einer hohen Temperatur, die PET-Polymere schwächen und verdaulich machen können.

With the help of these and other tiny diehards,

Dank dieser und anderer gängiger Hilfsmittelchen

the future of PET recycling looks promising.

sieht das PET-Recycling vielversprechend aus.

But PET is just one type of plastic.

Aber PET ist nur eine Plastikart.

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

Wir brauchen weitere Methoden zum Abbau all der anderen Arten,

including abundant PEs and PPs

einschließlich der reichlich vorhandenen PEs und PPs,

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

die sich erst ab Temperaturen von weit über 130˚C abbauen lassen.

Researchers don’t currently know of any microbes or enzymes

Die Forschung kennt derzeit keine Mikroben oder Enzyme,

tough enough to tolerate such temperatures.

die solchen Temperaturen gewachsen wären.

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

Einstweilen behandeln wir also diese Kunststoffe

is through energy-intensive physical and chemical processes.

mit energieintensiven physikalischen und chemischen Prozessen.

Today only a small fraction of plasticwaste

Heute kann nur ein Bruchteil des Plastikmülls

can be biologically degraded by microbes.

von Mikroben biologisch abgebaut werden.

Researchers are looking for more heat-tolerant plastivores

Forscher suchen in den lebensfeindlichsten Umgebungen des Planeten

in the planet’s most hostile environments

nach weiteren hitzeresistenten Plastikfressern

and engineering better plastivorous enzymes in the lab.

und entwickeln im Labor bessere plastikfressende Enzyme.

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

Doch um unser Riesenchaos zu beseitigen,

können wir nicht nur auf diese winzigen Helfer setzen.

We need to completely rethink our relationship with plastics,

Wir müssen unser Verhältnis zu Plastik völlig neu überdenken,

make better use of existing plastics,

existierende Kunststoffe nachhaltiger einsetzen

and stopproducing more of the same.

und die weitere Produktion stoppen.

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

Und wir müssen dringend umweltfreundlichere Polymere entwickeln,

that our growing entourage of plastivores can easily break down.

die unsere wachsende Zahl Plastikfresser leicht abbauen können.