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

תרגום: Ido Dekkers עריכה: zeeva livshitz

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

ממש ברגע זה, כמעט כל מה שמסביבכם נאכל.

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

בלתי נראים לעין הבלתי מזויינת, אורגניזמים שנקראים מיקרובים ממלאים כל משטח.

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

המוני בקטריות, ארכיאות, ופטריות התפתחו לייצר אנזימים חזקים

that break down tough organic material into digestible nutrients.

שמפרקים חומרים אורגניים קשוחים לחומרים מזינים שניתן לעכל.

But there’s one particularly widespread type of material

אבל יש חומר אחד נפוץ במיוחד

that almost no microbes can biodegrade:

שכמעט אף מיקרוב לא יכול לפרק ביולוגית:

plastics.

פלסטיק.

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

כדי ליצור את רוב הפלסטיק, מולקולות מנפט, גז ופחם מזוקקות

and turned into long, repeating chains called polymers.

והופכות לשרשראות ארוכות וחוזרות שנקראות פולימרים.

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

התהליך הזה הרבה פעמים דורש טמפטורות מעל 100 מעלות, לחץ אדיר,

and various chemical modifications.

ומגוון שינויים כימיים.

The resulting man-made polymers are quite different

הפולימרים מעשה ידי אדם שנוצרים הם די שונים

from the polymers found in nature.

מהפולימרים שנמצאים בטבע.

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

ומאחר שהם היו בסביבה רק מאז שנות ה 50,

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

לרוב המקרובים לא היה זמן לפתח אנזימים לעכל אותם.

Making matters even more difficult,

מה שעושה את הבעיה אפילו קשה יותר,

breaking most plastics’ chemical bonds requires high temperatures

פירוק רוב הקשרים הכימיים בפלסטיק דורש טמפרטורה גבוהה

comparable to those used to create them—

שוות ערך לזה שנדרש כדי לייצר אותם --

and such heat is deadly to most microbes.

וכזה חום קטלני לרוב המיקרובים.

This means that most plastics never biologically degrade—

זה אומר שרוב הפלסטיק לעולם לא מתפרק ביולוגית --

they just turn into countless, tiny, indigestible pieces.

הוא פשוט הופך לאין סוף פיסות זעירות ובלתי ניתנות לעיכול.

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

ופיסות מסוגי הפלסטיק הנפוצים כמו פוליאטילן, פוליפרופילן,

and Polyester-terephthalate have been piling up for decades.

ופוליאסטר-טטראתילן נערמו במשך עשורים.

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

כל שנה האנושות מייצרת בערך 400 מליון טונות נוספות של פלסטיק,

80% of which is discarded as trash.

80% מהן מושלכות כפסולת.

Of that plastic waste, only 10% is recycled.

מפסולת הפלסטיק הזו, רק 10% ממוחזרים.

60% gets incinerated or goes into the landfills,

60% נשרפים או מושלכים במטמנות,

and 30% leaks out into the environment

ו 30% דולפים לסביבה

where it will pollute natural ecosystems for centuries.

שם הם יזהמו את מערכות הסביבה הטבעיות במשך מאות שנים.

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

מוערך ש 10 מליון טונות של פסולת פלסטיק מגיעות לאוקיינוס כל שנה,

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

בעיקר בצורה של חלקיקי מיקרופלסטיק שמזהמים את שרשרת המזון.

Fortunately, there are microbes that may be able

למרבה המזל, יש מיקרובים שאולי מסוגלים

to take a bite out of this growing problem.

לקחת נגיסה מהבעיה הגדלה הזו.

In 2016, a team of Japanese researchers sampling sludge

ב 2016, צוות של חוקרים יפנים דגמו פסולת

at a plastic-bottle recycling plant discovered

במפעל מחזור של בקבוקי פלסטיק גילו

Ideonella sakaiensis 201-F6.

אינדונלה סאקיינסיס 201-F6.

This never-before-identified bacterium contained two enzymes

הבקטריה הזו שמעולם לא זוהתה מכילה שני אנזימים

capable of slowly breaking down PET polymers

שמסוגלים לפרק באיטיות פולימרים של PET

at relatively low temperatures.

בטמפרטורות יחסית נמוכות.

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

חוקרים בודדו את קוד הגנים של שלושה אנזימים מעכלי פלסטיק,

allowing other bioengineers to combine and improve the pair—

מה שמאפשר למהנדסי ביולוגיה אחרים לשלב ולשפר את הזוג --

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

שיוצרים סופר אנזימים שיכולים לפרק PET פי 6 יותר מהר.

Even with this boost,

אפילו עם החיזוק הזה,

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

האנזימים האלה שמגודלים במעבדה עדיין דורשים שבועות כדי לפרק סרט דק של PET.

and they operated best at temperatures below 40˚C.

והם פועלים הכי טוב בטמפרטורות של מתחת ל 40 מעלות.

However, another group of scientists in Japan had been researching

עם זאת, קבוצה אחרת של מדענים ביפן חקרה

bacterial enzymes adapted to high temperature environments

אנזימים בקטריאלים שהותאמו לסביבות בטמפרטורת גבוהות

like compost piles.

כמו ערמות קומפוסט.

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

ובתוך ערמה אחת חמה במיוחד של עלים נרקבים וענפים,

they found gene sequences for powerful degrading enzymes

הם מצאו רצפי גנים של אנזימים מפרקים חזקים

known as Leaf Branch Compost Cutinases.

שידועים כקוטינאס ענפי עלים מפרקים.

Using fast-growing microorganisms,

בשימוש באורגניזמים שגדלים במהירות,

other researchers were able to genetically engineer

חוקרים אחרים היו מסוגלים להנדס גנטית

high quantities of these enzymes.

כמויות גדולות של האנזימים האלה.

They then enhanced and selected special variants of the Cutinases

אז שם הגבירו ובחרו זנים מיוחדים של הקוטינאס האלה

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

שיכולים לפרק PET בסביבות שמגיעות ל 70 מעלות --

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

טמפרטורה גבוהה שיכולה להחליש פולימרי PET ולהפוך אותם לברי עיכול.

With the help of these and other tiny diehards,

בעזרת אלה ואחרים,

the future of PET recycling looks promising.

העתיד של מיחזור PET נראה מבטיח.

But PET is just one type of plastic.

אבל PET הוא רק סוג אחד של פלסטיק.

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

אנחנו עדיין צריכים דרכים לפרק ביולוגית את כל הסוגים האחרים,

including abundant PEs and PPs

כולל שפע של PE ו PP

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

שרק מתחילים להתפרק בטמפרטורות של מעל 130 מעלות.

Researchers don’t currently know of any microbes or enzymes

חוקרים כרגע לא יודעים על מיקרובים או אנזימים

tough enough to tolerate such temperatures.

קשוחים מספיק כדי לסבול כאלו טמפרטורות.

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

אז בינתיים, הדרך המרכזית להתמודד עם סוגי הפלסטיק האלו

is through energy-intensive physical and chemical processes.

היא דרך תהליכים פיזיים וכימיים באנרגיות גבוהות.

Today only a small fraction of plasticwaste

היום רק חלק זעיר מפסולת הפלסטיק

can be biologically degraded by microbes.

יכולה להיות מפורקת ביולוגית על ידי מקרובים.

Researchers are looking for more heat-tolerant plastivores

חוקרים מחפשים פלסטיבורים עמידים יותר לחום

in the planet’s most hostile environments

בסביבות הכי עויינות בפלנטה

and engineering better plastivorous enzymes in the lab.

ומהנדסים אנזימים פלסטורבורים טובים יותר במעבדה.

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

אבל אנחנו לא יכולים להסתמך רק על העוזרים הזעירים האלה לנקות את הבלאגן האדיר שלנו.

We need to completely rethink our relationship with plastics,

אנחנו צריכים לחשוב מחדש לגמרי על היחס שלנו עם פלסטיק,

make better use of existing plastics,

לעשות שימוש טוב יותר בפלסטיק קיים,

and stopproducing more of the same.

ולעצור יצור של יותר מאותו הדבר.

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

ואנחנו צריכים בדחיפות לעצב סוגים יותר ידידותיים לסביבה של פולימרים

that our growing entourage of plastivores can easily break down.

שהפמליה הגדלה של פלסטיבורים שלנו יכולה לפרק בקלות.