Identification de champignons efficaces se nourrissant de plastique dans les écosystèmes d'eau douce
Contrairement aux hypothèses précédentes, aucun prétraitement des plastiques n'a été nécessaire
La présence de Plastiques dans notre environnement constitue un fardeau de plus en plus lourd pour la nature et notre santé. Des scientifiques de l'Institut Leibniz d'écologie des eaux douces et des pêches intérieures (IGB) et de l'université de Potsdam ont identifié des champignons isolés des écosystèmes d'eau douce qui peuvent dégrader efficacement les polymères plastiques composés de polyuréthane, de polyéthylène et de caoutchouc de pneu. Contrairement aux hypothèses précédentes, aucun prétraitement des plastiques n'a été nécessaire. L'étude a été publiée dans Science of the Total Environment.
Les plastiques fabriqués à partir de polymères peuvent persister dans l'environnement pendant des décennies parce qu'ils ne sont pas dégradés, ou sont décomposés très lentement, par les bactéries présentes dans le sol et l'eau. C'est pourquoi des recherches sont en cours dans le monde entier pour trouver des moyens pratiques et durables de traiter les déchets de plastique et de caoutchouc. L'équipe de recherche a sélectionné 18 souches de champignons et testé leur capacité à décomposer le polyuréthane, le polyéthylène et le caoutchouc des pneus. Il s'agit de quelques-uns des plastiques les plus courants dans l'environnement. Les résultats montrent que les souches de Fusarium, Penicillium, Botryotinia et Trichoderma ont un potentiel élevé de dégradation des plastiques.
Des champignons bien adaptés à la "plastisphère
Ces dernières années, les chercheurs ont montré qu'il existe des microchampignons capables de décomposer des polymères complexes, ce qui les rend aptes à la bioremédiation.
Mais pourquoi les champignons sont-ils de si bons recycleurs de plastique ? "Les champignons produisent des enzymes capables de décomposer des composés chimiques constitués de nombreuses macromolécules, comme le plastique. En outre, ils sont bien adaptés à la vie dans la sphère plastique grâce à leurs formes de croissance invasives et à leur capacité à former des biofilms et à interagir avec les biofilms existants", a déclaré le professeur Hans-Peter Grossart, chercheur à l'IGB, qui a dirigé l'étude.
Des analyses au microscope électronique à balayage ont montré à l'équipe que les parois cellulaires de certains champignons se déforment lorsqu'ils colonisent les plastiques. Il s'agit probablement d'adaptations structurelles des mycéliums qui leur permettent de coloniser, par exemple, le polyuréthane hydrofuge", a déclaré Sabreen Samuel Ibrahim Dawoud, doctorante à l'IGB et premier auteur de l'étude.
La spectroscopie FT-IR pour analyser les changements dans la microstructure des champignons et l'analyse DOC pour déterminer leur activité métabolique ont fourni des preuves que l'activité enzymatique initiale des champignons conduit à la formation d'intermédiaires qui servent de source de carbone et d'énergie pour les champignons en augmentant la concentration de carbone organique soluble disponible pour la croissance fongique. De cette manière, les champignons créent constamment de nouveaux aliments pour eux-mêmes par le biais de la dégradation", a déclaré Sabreen Dawoud.
Aucun prétraitement par lumière UV, ozonation ou autre procédé chimique ou thermique n'est nécessaire.
L'étude a également montré que les champignons peuvent dégrader les polymères sans aucun prétraitement des plastiques et sans l'ajout de sucres comme source d'énergie.
Pour initier la dégradation microbienne des polymères plastiques, de nombreuses études ont d'abord utilisé la lumière UV, l'ozonation, des oxydants chimiques ou des prétraitements thermiques pour oxyder efficacement les polymères plastiques et générer des groupes fonctionnels réactifs avant d'inoculer le polymère avec des champignons. Ces traitements n'ont pas été utilisés dans cette étude et ne semblent pas essentiels à l'activité fongique. Toutefois, nous n'avons pas cherché à savoir si ces traitements auraient modifié la dynamique du processus de dégradation.
Et voici les mangeurs de plastique qui ont réussi
Parmi les souches sélectionnées, les souches de Fusarium, Penicillium, Botryotinia et Trichoderma ont montré un potentiel particulièrement élevé de dégradation du polyéthylène, du polyuréthane et du caoutchouc de pneu. Certaines des espèces terrestres de ces champignons ne sont pas encore très appréciées par l'homme : Le Fusarium, par exemple, est connu dans l'agriculture comme un champignon nuisible pour les céréales et le maïs. Le Botryotinia peut également provoquer diverses maladies des plantes. Les espèces de Trichoderma sont des champignons filamenteux qui vivent dans le monde entier dans le sol, dans les plantes, dans les restes de plantes en décomposition ou même dans le bois. Ils sont d'importants décomposeurs et interagissent avec les plantes, les autres micro-organismes et le sol. Les espèces du genre Penicillium, quant à elles, jouent un rôle important dans la production de pénicilline et d'aliments tels que le fromage moisi.
Les chercheurs ont également vérifié si certains types de champignons ne pouvaient décomposer que certains types de plastique ou de caoutchouc et quel plastique était le mieux décomposé par les champignons. Résultat : le polyuréthane s'est avéré être le plastique le plus dégradable de tous les plastiques testés. "La connaissance de souches de champignons plus efficaces, en particulier pour la biodégradation du polyuréthane, contribue au développement de concepts de recyclage à grande échelle pour les déchets plastiques", a conclu Hans-Peter Grossart.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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