Ферменты у 66 видов. Животные научились переваривать природный биопластик
Ученые обнаружили, что по меньшей мере 66 видов животных обладают ферментами, способными разлагать природный биопластик PHA. Ранее считалось, что на это способны только микроорганизмы.
Об этом пишет издание ScienceDaily .
Исследователи из Института морской микробиологии имени Макса Планка в Германии выяснили, что способность расщеплять полигидроксиалканоаты (PHA) встречается у животных гораздо чаще, чем считалось ранее.
PHA вырабатываются бактериями и археями. Они накапливают эти вещества внутри клеток в качестве запаса углерода и энергии. Такие природные полимеры встречаются в почве, донных отложениях и водоемах.
Исследование началось с морского червя Olavius algarvensis, который вырастает примерно до 2 сантиметров. У него нет рта и пищеварительной системы. Животное живет благодаря бактериям-симбионтам, расположенным под его кожей.
Одна из бактерий-партнеров накапливает значительное количество PHA. Ученые обнаружили у червя фермент, расщепляющий этот материал на более мелкие молекулы, доступные для использования организмом. С помощью детального анализа они также установили, что фермент вырабатывается именно там, где червь переваривает своих бактериальных симбионтов.
После этого исследователи проверили геномы других животных. Они обнаружили подобные ферменты у более чем 66 видов, относящихся к девяти различным типам животных. Среди них были морские губки, дождевые черви и ногохвостки.
Лабораторные эксперименты подтвердили, что ферменты очень далеких друг от друга видов животных также способны расщеплять PHA. Это свидетельствует о том, что речь идет не об уникальном свойстве одного вида, а о распространенном биологическом механизме.
PHA важны не только для экосистем. Люди используют их для производства биоразлагаемых материалов. Такие пластики могут применяться в упаковке, средствах гигиены, сельском хозяйстве и медицине. Например, из них изготавливают материалы для доставки лекарств, перевязочные средства и некоторые имплантаты.
В отличие от обычного пластика, PHA могут полностью разлагаться в ходе естественных биологических процессов. Теперь ученые установили, что в этот процесс могут быть вовлечены не только микроорганизмы, но и животные.
Исследователи отмечают, что пока не знают, насколько значительную роль животные играют в разложении PHA в природных экосистемах. В то же время это открытие демонстрирует новый путь перемещения углерода от микроорганизмов к животным в пищевых цепях.
По словам ученых, животные могли использовать природные биопластики в качестве источника энергии на протяжении сотен миллионов лет, хотя исследователи обнаружили это свойство лишь сейчас.