Une bactérie peut aider à répondre au mystère du plastique « manquant » dans les mers

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On a découvert une bactérie capable de digérer le plastique, et sa découverte explique en partie pourquoi il y a beaucoup moins de plastique dans les océans que ne le prédisent les modèles.1

Une équipe de l’Institut royal néerlandais de recherche sur la mer a commencé son enquête avec un plastique polyéthylène contenant du carbone 13. Lorsque la bactérie Rhodococcus rouge a été exposé à ce plastique, le dioxyde de carbone dégagé contenait du carbone 13, ce qui signifie que la bactérie avait métabolisé le plastique.

L’isotope a également été trouvé dans les acides gras de la bactérie, montrant qu’il avait non seulement métabolisé le plastique, mais aussi incorporé ses produits de dégradation. Les scientifiques ont calculé que R. ruber peut décomposer environ 1 % du plastique disponible dans les océans chaque année en dioxyde de carbone et autres substances inoffensives. Mais les chercheurs reconnaissent que cela pourrait être une sous-estimation car ils ne surveillaient que le carbone 13 dans le dioxyde de carbone produit, et non dans les autres métabolites produits par la bactérie.

« C’est la première fois que nous prouvons de cette manière que les bactéries digèrent réellement le plastique en CO2 et d’autres molécules», a déclaré la chercheuse principale Maaike Goudriaan. Des études antérieures ont déjà démontré que R. ruber peut former un biofilm sur le plastique dans la nature, et ce plastique disparaît sous ce biofilm.

Bien que 1 % puisse sembler peu impressionnant, cela peut s’accumuler année après année. « Vous devez imaginer un tel morceau de plastique nageant dans l’océan non seulement pendant un an, mais peut-être qu’il a été libéré en 1976 par exemple, et qu’il perdrait ensuite chaque année quelques pour cent de sa masse – soit à cause de la dégradation microbienne, soit à cause de photooxydation », dit Helge Niemann, biogéochimiste au Royal Netherlands Institute for Sea Research.

Le mystère du plastique manquant

Les estimations de la quantité de déchets plastiques mondiaux qui se retrouvent dans l’océan chaque année varient de 1,7 % à 4,6 %, ce qui signifie qu’environ 117 à 320 millions de tonnes (Mt) de plastique sont entrées dans les océans du monde entre 1950 et 2015. Cependant, la recherche a découvert que seulement 0,61 à 1,65 Mt de débris plastiques flottent dans les océans. Ce phénomène, surnommé le «paradoxe du plastique océanique», suggère que les débris plastiques marins sont en quelque sorte en train d’être éliminés.

«Nous voulions savoir si l’océan est en principe une poubelle dans laquelle le plastique entre et y reste pour toujours, ou s’il existe des processus qui éliminent le plastique de manière naturelle», déclare Niemann.

Une étude distincte menée par Annalisa Delre du même institut néerlandais, en collaboration avec Goudriaan et Niemann, a récemment démontré que la lumière du soleil décompose le plastique à la surface de l’océan en morceaux de plus en plus petits qui finissent par devenir invisibles à l’œil nu et se répandent dans toute l’eau. colonne.2 L’étude a calculé qu’environ 2% du plastique visiblement flottant peut disparaître de la surface de l’océan de cette manière chaque année.

Juste une partie du puzzle

Bien que le mystère du plastique manquant ne soit pas résolu, une image plus claire se dégage de ce qui arrive à ces déchets marins. «Les bactéries ne sont qu’une pièce du plus grand puzzle», déclare Goudriaan. « Nous sommes un peu plus près de la réponse. » Elle dit que le message positif est que si les humains arrêtent le plastique d’entrer dans les océans, il finira par disparaître.

Collin Ward, un chimiste marin au Woods Hole Oceanographic Institute dans le Massachusetts, aux États-Unis, qui n’a pas participé à la recherche, dit ceci Les travaux s’ajoutent à «un corpus croissant de connaissances selon lesquelles l’exposition au soleil peut initier des réactions chimiques qui rendent le plastique plus labile ou plus savoureux pour les microbes vivant dans les eaux de surface». Pendant de nombreuses décennies, note-t-il, cette voie est connue pour être importante dans les systèmes de sol, mais maintenant cette recherche et d’autres démontrent que le même processus se produit dans les systèmes aquatiques.

Particules de plastique d'environ 2 mm de large

« Bien que cette voie couplée de la lumière du soleil et de la dégradation microbienne représente certainement un terme de perte, ou un puits, dans le budget du plastique marin, beaucoup plus de recherches sont nécessaires pour quantifier dans quelle mesure cela aide à expliquer le paradigme du » plastique manquant «  », ajoute Ward. .

Il suggère qu’une implication importante de la recherche est que l’étude du devenir ou de la persistance des plastiques en l’absence de lumière solaire, ce qui est souvent le cas dans les études antérieures, peut entraîner une surestimation de sa persistance dans l’environnement.

Andrew Tanentzap, chercheur en écologie du changement global à l’Université de Cambridge, au Royaume-Uni, affirme que les estimations fournies dans cet article sont faibles car elles se concentrent exclusivement sur la conversion des plastiques en dioxyde de carbone. «Une grande quantité de plastiques est probablement convertie en biomasse bactérienne et en d’autres molécules dissoutes qui n’ont pas été mesurées, de sorte que la quantité réelle de plastiques dégradés par la bactérie dans cette étude a probablement été sous-estimée», dit-il.

De plus, Tanentzap souligne que cette étude se concentre uniquement sur une espèce bactérienne, et des recherches antérieures dans lesquelles il a été impliqué ont fourni des preuves que différentes bactéries peuvent avoir des propriétés complémentaires. effets sur la capacité des bactéries à métaboliser le lixiviat dérivé du plastique.

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