Un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha fatto una scoperta destinata a cambiare il modo in cui la scienza guarda alla degradazione della plastica nei mari: i batteri marini non agiscono da soli ma si organizzano in veri e propri consorzi microbici per smantellare i polimeri plastici biodegradabili, lavorando in squadra come in una catena di montaggio al contrario.
Fino ad oggi la ricerca si era concentrata principalmente su singoli organismi in grado di degradare la plastica, trascurando il ruolo cruciale che la collaborazione tra specie diverse gioca nel processo reale.
Il punto di partenza è un tipo di plastica biodegradabile molto diffusa nella vita quotidiana, il co-poliestere alifatico aromatico, utilizzato comunemente nelle buste della spesa, negli imballaggi alimentari e come telo di copertura in agricoltura. I ricercatori hanno immerso campioni di questo materiale nel Mar Mediterraneo, a diverse profondità, lasciando che i batteri vi crescessero sopra formando un sottile strato biologico noto come biofilm. I campioni sono stati poi analizzati in laboratorio al MIT, dove gli scienziati hanno identificato ben 30 specie batteriche che prosperavano sulla superficie della plastica. Il meccanismo emerso è straordinario nella sua logica, un batterio “apripista”, identificato nella specie Pseudomonas pachastrellae, attacca per primo la catena polimerica, spezzandola nei suoi tre componenti chimici fondamentali, acido tereftalico, acido sebacico e butandiolo. Solo a quel punto entrano in gioco gli altri batteri del consorzio, ognuno specializzato nel consumare uno di questi prodotti chimici secondari. In altre parole, un batterio trasforma la plastica in “bocconi” chimici digeribili, e il resto della squadra li smaltisce.
La ragione per cui in natura questo processo richiede una comunità e non un singolo organismo è metabolica: “È davvero raro che un singolo batterio porti a termine l’intero processo di degradazione perché richiede un carico metabolico significativo per sostenere tutte le funzioni enzimatiche necessarie”, ha spiegato Marc Foster, autore principale dello studio.
Per confermarlo, i ricercatori hanno eseguito esperimenti con batteri isolati, nessuno di essi, da solo, era in grado di completare il processo. Solo lavorando in combinazione il risultato era efficace. Sorprendentemente, è emerso che un sotto-gruppo ridotto di appena 5 specie complementari raggiunge la stessa velocità di degradazione dell’intero consorzio originale di 30.
Lo studio mette anche in luce un problema spesso sottovalutato, ovvero che la maggior parte delle plastiche definite “biodegradabili” viene testata in condizioni di compostaggio ideali, calde, umide, controllate, che non corrispondono alla realtà degli ambienti marini, dove le acque sono più fredde, più salate e in continuo movimento. Il ritmo della degradazione, spiegano i ricercatori, dipende interamente dalla presenza della combinazione microbica giusta nel posto giusto. Se manca anche solo uno degli attori della catena, l’intero processo può rallentare drasticamente o bloccarsi.
Le implicazioni pratiche della ricerca sono significative. Da un lato, conoscere i meccanismi chimici che i batteri attaccano apre la strada alla progettazione di materiali plastici “pensati” per essere più facilmente smontabili dai microbi marini. Dall’altro, replicare in laboratorio i consorzi batterici più efficienti potrebbe dare vita a veri e propri sistemi di riciclaggio biologico, capaci di trasformare i rifiuti plastici in sostanze chimiche utili e recuperabili.
