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

Переводчик: Rostislav Golod Редактор: Natalia Savvidi

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

Пока вы смотрите это видео, почти всё вокруг вас кто-то поедает.

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

Поверхности всех предметов кишат

невидимыми обычному глазу организмами под названием микробы.

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

В процессе эволюции полчища бактерий, архей и грибков

научились вырабатывать мощные ферменты,

that break down tough organic material into digestible nutrients.

расщепляющие органическую материю до «съедобных» соединений.

But there’s one particularly widespread type of material

Однако один тип материалов,

получивших в мире особо широкое распространение,

that almost no microbes can biodegrade:

практически не поддаётся микробному биоразложению —

plastics.

это пластмассы.

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

Для производства пластмассы молекулы нефти, газа и угля

and turned into long, repeating chains called polymers.

превращают в длинные, повторяющиеся цепи под названием полимеры.

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

Для этого процесса требуются температуры свыше 100˚C

и исключительно высокое давление.

and various chemical modifications.

При этом происходят различные химические модификации.

The resulting man-made polymers are quite different

Получающиеся в результате искусственные полимеры сильно отличаются

from the polymers found in nature.

от полимеров, существующих в природе.

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

А поскольку все они фактически появились не ранее 1950-х годов,

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

микроорганизмы ещё не выработали ферменты для их разложения.

Making matters even more difficult,

Дополнительная сложность заключается в том,

breaking most plastics’ chemical bonds requires high temperatures

что для разрыва химических связей в большинстве видов пластмасс

требуются высокие температуры,

comparable to those used to create them—

сравнимые с температурами их производства,

and such heat is deadly to most microbes.

но тогда погибают почти все микроорганизмы.

This means that most plastics never biologically degrade—

На практике это означает, что пластмассы почти не подвержены биоразложению,

they just turn into countless, tiny, indigestible pieces.

а просто рассыпаются на несчётное число мельчайших неперевариваемых микрочастиц.

А изделия из наиболее распространённых видов пластмасс —

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

полиэтилена, полипропилена и полиэтилентерефталата (ПЭТ) —

and Polyester-terephthalate have been piling up for decades.

скапливаются уже десятилетиями.

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

Ежегодно производится около 400 миллионов тонн пластмасс, или пластика,

80% of which is discarded as trash.

80 % которого выбрасывается с мусором.

Of that plastic waste, only 10% is recycled.

Из всего объёма пластиковых отходов только 10 % перерабатывается,

60% gets incinerated or goes into the landfills,

60 % сжигается или оказывается на свалках,

and 30% leaks out into the environment

а 30 % попадает в окружающую среду,

where it will pollute natural ecosystems for centuries.

где будет сотни лет разлагаться, загрязняя природу.

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

По оценкам, 10 миллионов тонн пластикового мусора ежегодно попадает в мировой океан,

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

бо́льшая его доля — частицы микропластика, загрязняющие пищевые цепи.

Fortunately, there are microbes that may be able

Нам повезло, что существуют микробы, которые, возможно,

помогут нам справиться с этой всё сильнее обостряющейся проблемой.

to take a bite out of this growing problem.

In 2016, a team of Japanese researchers sampling sludge

В 2016 году группа японских учёных обнаружила в пробах из массы отходов

at a plastic-bottle recycling plant discovered

с завода по переработке пластиковых бутылок

Ideonella sakaiensis 201-F6.

бактерии под названием Ideonella sakaiensis 201-F6.

This never-before-identified bacterium contained two enzymes

Никогда ранее не встречавшиеся бактерии содержали два фермента,

capable of slowly breaking down PET polymers

благодаря которым полимеры ПЭТ медленно разлагаются

at relatively low temperatures.

при относительно невысоких температурах.

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

Учёные выделили гены, кодирующие эти ферменты, перерабатывающие пластик,

allowing other bioengineers to combine and improve the pair—

что дало возможность биоинженерам соединить гены и улучшить бактерии —

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

в результате получились суперферменты,

способные расщеплять ПЭТ в шесть раз быстрее.

Even with this boost,

Но даже при таких скоростях полученные в лаборатории ферменты

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

расщепляют тонкую пленку ПЭТ за несколько недель,

and they operated best at temperatures below 40˚C.

и это происходит при температурах ниже 40˚C.

However, another group of scientists in Japan had been researching

Однако другая группа учёных из Японии исследует

bacterial enzymes adapted to high temperature environments

бактериальные ферменты, которые могут работать в более тёплой среде,

like compost piles.

например в компостной яме.

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

И в частности в тёплой куче разлагающихся листьев и веток

they found gene sequences for powerful degrading enzymes

им удалось обнаружить последовательность генов, дающих мощные разлагающие ферменты,

known as Leaf Branch Compost Cutinases.

которые получили название кутиназа из компоста листьев и веток.

Using fast-growing microorganisms,

При помощи этих быстрорастущих микроорганизмов

other researchers were able to genetically engineer

другие учёные смогли генетически получить

high quantities of these enzymes.

эти ферменты в большом количестве.

They then enhanced and selected special variants of the Cutinases

Затем они ещё более усилили свойства и отобрали особые варианты культиназы,

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

способной разлагать бутылки ПЭТ при температуре 70˚C —

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

при такой высокой температуре полимерные связи ПЭТ ослаблены

и бактерии могут переваривать пластик.

With the help of these and other tiny diehards,

Благодаря этим и многим другим микроскопическим «крепким орешкам»

the future of PET recycling looks promising.

будущее переработки ПЭТ выглядит многообещающим.

But PET is just one type of plastic.

Но ПЭТ — лишь одна из разновидностей пластика.

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

Нам ещё предстоит найти способы

биологически разлагать другие типы пластика,

including abundant PEs and PPs

в том числе вездесущие полиэтилен и полипропилен,

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

которые начинают разлагаться только при температуре свыше 130˚C.

Researchers don’t currently know of any microbes or enzymes

Пока что учёным неизвестны микробы или ферменты,

tough enough to tolerate such temperatures.

способные выживать при таких высоких температурах.

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

И на сегодняшний день единственный способ переработки этих видов пластика —

is through energy-intensive physical and chemical processes.

это энергоёмкие физические и химические процессы.

Today only a small fraction of plasticwaste

Сегодня лишь малую часть пластиковых отходов

can be biologically degraded by microbes.

можно переработать биологически с помощью микробов.

Researchers are looking for more heat-tolerant plastivores

Учёные ищут жаростойких «пластикоядных»

in the planet’s most hostile environments

в самых экстремальных местах на Земле,

and engineering better plastivorous enzymes in the lab.

а в лабораториях трудятся над созданием биоразлагаемых ферментов.

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

Но если мы хотим убрать все эти тонны пластикового хлама,

мы не можем полагаться только на микроскопических помощников.

We need to completely rethink our relationship with plastics,

Нам необходимо в корне пересмотреть наши отношения с пластмассой,

make better use of existing plastics,

более эффективно использовать имеющийся пластик

and stopproducing more of the same.

и прекратить массовое производство таких изделий.

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

И ещё мы должны срочно разработать более экологически чистые виды полимеров,

that our growing entourage of plastivores can easily break down.

которые сможет перерабатывать растущая армия пластикоядных.