Plastivor
Plastivor je organizam sposoban za razgradnju i metaboliziranje plastike.[1][2][3][4] Iako se plastika obično ne smatra biorazgradivom, otkriveno je da ju razgrađuju razne bakterije, gljivice i insekti.
Plastivori su "organizmi koji koriste plastiku kao primarni izvor ugljika i energije".[3] To ne znači nužno da mogu zadovoljiti sve biološke potrebe samo iz plastike. Na primjer, brašnari hranjeni samo plastikom pokazuju vrlo slabo debljanje, za razliku od brašnara hranjenih normalnom prehranom sastavljenom od mekinja.[5] To je zbog toga što plastici nedostaje vode i hranjivih tvari potrebnih za rast.[5] Brašnari hranjeni plastikom, međutim, i dalje mogu crpiti energiju iz svoje prehrane, tako da ne gube na težini usljed izgladnjavanja.[5]
Za bakterijske i gljivične plastivore, prvi korak je prianjanje spora na površinu plastike putem hidrofobnih interakcija.[6]
Bakterijski plastivori, kada se uzgajaju na plastici, formiraju biofilmove na površini kao drugi korak.[7][8][9] Koristeći enzime, oni povećavaju hrapavost površine i oksidiraju plastiku.[7][8][9] Oksidacijom se formiraju oksigenirane grupe poput karbonilnih grupa, a koje bakterije koriste kao izvor ugljika i energije; oksidacija također pretvara plastiku u manje molekule (depolimerizacija).[7][8]
Za gljivične plastivore, drugi korak je rast micelija (korijenaste strukture gljiva, sastavljene od nitima sličnih hifa) na površini, dok je treći korak lučenje enzima.[6] I enzimi i mehanička sila koju proizvode gljivične hife razgrađuju plastiku.[6]
Slijedeći isti osnovni hemijski proces kao gljive i bakterije, insekti-plastivori također oksidiraju i depolimeriziraju plastiku kako bi je probavili.[10] Na primjer, slina voskovnih crva sadrži enzime koji mogu oksidirati i depolimerizirati polietilen.[11] Insekti također mogu koristiti enzime koje proizvodi unutrašnja crijevna mikrobiota. Na primjer, kod brašnara, sterilizacija crijevnog mikrobioma antibioticima inhibira njihovu sposobnost probavljanja polistirena.[9][10]
Sljedeći popis nije iscrpan. Čini se da je plastivorna aktivnost poprilično česta u prirodi, a uzorkovanje endofitskih gljiva u Amazoniji iz 2011. godine pokazalo je da gotovo polovina gljiva pokazuje određenu aktivnost u tom pogledu.[12]
 |
Za više informacija pogledajte članak Razgradnja plastike morskim bakterijama |
Zagađenje plastikom u okeanima podržava mnoge vrste bakterija.
Alkalifilne bakterije Bacillus pseudofirmus i Salipaludibacillus agaradhaerens mogu razgraditi polietilen niske gustine (LDPE). Ove bakterije mogu samostalno razgraditi LDPE, ali djeluju brže kao konzorcij obje vrste, a razgradnja je još brža kada se dodaju nanočestice željeznog oksida.[7]
Exiguobacterium sibiricum i E. undae, izolirani iz močvare u Indiji, mogu razgraditi polistiren.[8] Slično tome, soj Exiguobacterium sp. YT2 izoliran je iz crijeva brašnara, koji su i sami plastivori. YT2 može samostalno razgraditi polistiren, iako sporije od brašnara.[9]
Acinetobacter sp. AnTc-1, izolovan iz crijeva plastivornih larvi Tribolium castaneum, također može samostalno razgraditi polistiren.[13]
Ideonella sakaiensis i Comamonas testosteroni mogu razgraditi polietilentereftalat.[14][15]
Aspergillus tubingensis i nekoliko izolata Pestalotiopsisa sposobni su za razgradnju poliuretana.[6][12]
Polikarbonat, glavni materijal od kojeg se sastoje CD-ovi, napadaju razne gljivice: Bjerkandera adusta[16] (prvobitno pogrešno identificirana kao Geotrichum sp.[17]), Chaetomium globosum, Trichoderma atroviride, Coniochaeta sp., Cladosporium cladosporioides i Penicillium chrysogenum.[18]
Brašnari (Tenebrio molitor), vrsta koja se često koristi kao hrana za životinje, mogu konzumirati polietilen i polistiren.[5][9][10] Njegov srodnik T. obscurus također može konzumirati polistiren,[19] kao i crvi vrsta Zophobas atratus i Tribolium castaneum iz različitih rodova iste porodice.[20][13]
Plastivorija se javlja i kod Lepidoptera, pri čemu voskovi moljci (Galleria mellonella) mogu konzumirati polietilen.[11][21] Čak i homogenizacija voskovnih moljaca i nanošenje homogenata na polietilen može uzrokovati degradaciju.[21] Ova vrsta je najbrži poznati organizam u pogledu hemijskog modificiranja polietilena, s oksidacijom koja se događa u roku od jednog sata od izlaganja.[11]
- ↑ Boctor, Joseph (2024). „Nature's Plastic Predators: A Comprehensive and Bibliometric Review of Plastivore Insects” (en). Polymers 16 (12): 1671. DOI:10.3390/polym16121671. PMC 11207432. PMID 38932021.
- ↑ „Plastivores: Plastic-Degrading Super-Microbes and Enzymes” (en-US). Wyss Institute. 2023-10-19. Pristupljeno 2024-02-26.
- 1 2 „Why scientists say 'plastivores' could be the solution to plastic pollution” (en-US). WHYY. Pristupljeno 2024-02-26.
- ↑ Yirka, Bob; Phys.org. „The caterpillar larvae 'plastivores' that consume and metabolize polyethylene” (en). phys.org. Pristupljeno 2024-02-26.
- 1 2 3 4 Yang, Yu; Yang, Jun; Wu, Wei-Min; Zhao, Jiao; Song, Yiling; Gao, Longcheng; Yang, Ruifu; Jiang, Lei (2015-10-20). „Biodegradation and Mineralization of Polystyrene by Plastic-Eating Mealworms: Part 1. Chemical and Physical Characterization and Isotopic Tests” (en). Environmental Science & Technology 49 (20): 12080–12086. Bibcode 2015EnST...4912080Y. DOI:10.1021/acs.est.5b02661. ISSN 0013-936X. PMID 26390034.
- 1 2 3 4 Khan, Sehroon; Nadir, Sadia; Shah, Zia Ullah; Shah, Aamer Ali; Karunarathna, Samantha C.; Xu, Jianchu; Khan, Afsar; Munir, Shahzad i dr.. (2017). „Biodegradation of polyester polyurethane by Aspergillus tubingensis” (en). Environmental Pollution 225: 469–480. Bibcode 2017EPoll.225..469K. DOI:10.1016/j.envpol.2017.03.012. PMID 28318785.
- 1 2 3 4 G. Cada, Erika Joy (June 2019). „Enhanced in vitro biodegradation of low-density polyethylene using alkaliphilic bacterial consortium supplemented with iron oxide nanoparticles”. Philippine Science Letters 12.
- 1 2 3 4 Chauhan, Deepika; Agrawal, Guncha; Deshmukh, Sujit; Roy, Susanta Sinha; Priyadarshini, Richa (2018). „Biofilm formation by Exiguobacterium sp. DR11 and DR14 alter polystyrene surface properties and initiate biodegradation” (en). RSC Advances 8 (66): 37590–37599. Bibcode 2018RSCAd...837590C. DOI:10.1039/C8RA06448B. ISSN 2046-2069. PMC 9089450. PMID 35558609.
- 1 2 3 4 5 Yang, Yu; Yang, Jun; Wu, Wei-Min; Zhao, Jiao; Song, Yiling; Gao, Longcheng; Yang, Ruifu; Jiang, Lei (2015-10-20). „Biodegradation and Mineralization of Polystyrene by Plastic-Eating Mealworms: Part 2. Role of Gut Microorganisms” (en). Environmental Science & Technology 49 (20): 12087–12093. Bibcode 2015EnST...4912087Y. DOI:10.1021/acs.est.5b02663. ISSN 0013-936X. PMID 26390390.
- 1 2 3 Yang, Li; Gao, Jie; Liu, Ying; Zhuang, Guoqiang; Peng, Xiawei; Wu, Wei-Min; Zhuang, Xuliang (2021). „Biodegradation of expanded polystyrene and low-density polyethylene foams in larvae of Tenebrio molitor Linnaeus (Coleoptera: Tenebrionidae): Broad versus limited extent depolymerization and microbe-dependence versus independence” (en). Chemosphere 262. Bibcode 2021Chmsp.26227818Y. DOI:10.1016/j.chemosphere.2020.127818. PMID 32771707.
- 1 2 3 Sanluis-Verdes, A.; Colomer-Vidal, P.; Rodriguez-Ventura, F.; Bello-Villarino, M.; Spinola-Amilibia, M.; Ruiz-Lopez, E.; Illanes-Vicioso, R.; Castroviejo, P. i dr.. (2022-10-04). „Wax worm saliva and the enzymes therein are the key to polyethylene degradation by Galleria mellonella” (en). Nature Communications 13 (1): 5568. Bibcode 2022NatCo..13.5568S. DOI:10.1038/s41467-022-33127-w. ISSN 2041-1723. PMC 9532405. PMID 36195604.
- 1 2 Russell, Jonathan R.; Huang, Jeffrey; Anand, Pria; Kucera, Kaury; Sandoval, Amanda G.; Dantzler, Kathleen W.; Hickman, DaShawn; Jee, Justin i dr.. (2011). „Biodegradation of Polyester Polyurethane by Endophytic Fungi” (en). Applied and Environmental Microbiology 77 (17): 6076–6084. Bibcode 2011ApEnM..77.6076R. DOI:10.1128/AEM.00521-11. ISSN 0099-2240. PMC 3165411. PMID 21764951.
- 1 2 Wang, Zhe; Xin, Xin; Shi, Xiaofan; Zhang, Yalin (2020-07-15). „A polystyrene-degrading Acinetobacter bacterium isolated from the larvae of Tribolium castaneum”. Science of the Total Environment 726. Bibcode 2020ScTEn.72638564W. DOI:10.1016/j.scitotenv.2020.138564. ISSN 0048-9697. PMID 32315854.
- ↑ Yoshida, Shosuke; Hiraga, Kazumi; Takehana, Toshihiko; Taniguchi, Ikuo; Yamaji, Hironao; Maeda, Yasuhito; Toyohara, Kiyotsuna; Miyamoto, Kenji i dr.. (2016-03-11). „A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate)” (en). Science 351 (6278): 1196–1199. Bibcode 2016Sci...351.1196Y. DOI:10.1126/science.aad6359. ISSN 0036-8075. PMID 26965627.
- ↑ Gong, Jixian; Kong, Tongtong; Li, Yuqiang; Li, Qiujin; Li, Zheng; Zhang, Jianfei (2018-11-30). „Biodegradation of Microplastic Derived from Poly(ethylene terephthalate) with Bacterial Whole-Cell Biocatalysts” (en). Polymers 10 (12): 1326. DOI:10.3390/polym10121326. ISSN 2073-4360. PMC 6401706. PMID 30961251.
- ↑ Romero, Elvira; Speranza, Mariela; García-Guinea, Javier; Martínez, Ángel T.; Martínez, María Jesús (2007). „An anamorph of the white-rot fungus Bjerkandera adusta capable of colonizing and degrading compact disc components” (en). FEMS Microbiology Letters 275 (1): 122–129. DOI:10.1111/j.1574-6968.2007.00876.x. PMID 17854471.
- ↑ Garcia-Guinea, Javier; Cárdenes, Victor; Martínez, Angel T.; Martínez, Maria (2001). „Fungal bioturbation paths in a compact disk” (en). Naturwissenschaften 88 (8): 351–354. Bibcode 2001NW.....88..351G. DOI:10.1007/s001140100249. ISSN 0028-1042. PMID 11572018.
- ↑ Palermo, Anna M.; Gentile, Antonio; Pellegrino, Giuseppe (2021). „Documentary heritage: fungal deterioration in Compact Discs” (en). Heritage Science 9 (1). DOI:10.1186/s40494-021-00609-x. ISSN 2050-7445.
- ↑ Peng, Bo-Yu; Su, Yiming; Chen, Zhibin; Chen, Jiabin; Zhou, Xuefei; Benbow, Mark Eric; Criddle, Craig S.; Wu, Wei-Min i dr.. (2019-05-07). „Biodegradation of Polystyrene by Dark ( Tenebrio obscurus ) and Yellow ( Tenebrio molitor ) Mealworms (Coleoptera: Tenebrionidae)” (en). Environmental Science & Technology 53 (9): 5256–5265. Bibcode 2019EnST...53.5256P. DOI:10.1021/acs.est.8b06963. ISSN 0013-936X. PMID 30990998.
- ↑ Sun, Jiarui; Prabhu, Apoorva; Aroney, Samuel T. N.; Rinke, Christian (2022-06-30). „Insights into plastic biodegradation: community composition and functional capabilities of the superworm (Zophobas morio) microbiome in styrofoam feeding trials” (en). Microbial Genomics 8 (6). DOI:10.1099/mgen.0.000842. ISSN 2057-5858. PMC 9455710. PMID 35678705.
- 1 2 Bombelli, Paolo; Howe, Christopher J.; Bertocchini, Federica (2017). „Polyethylene bio-degradation by caterpillars of the wax moth Galleria mellonella” (en). Current Biology 27 (8): R292–R293. Bibcode 2017CBio...27.R292B. DOI:10.1016/j.cub.2017.02.060. PMID 28441558.
| Karnivori |
|   | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Herbivori | ||||||||
| Stanični | ||||||||
| Ostali | ||||||||
| Metode | ||||||||
