Ежегодно человечество производит более 400 миллионов тонн пластика. Менее 10% этого объёма перерабатывается, остальное — в океанах, свалках и почве. Пластиковые бутылки разлагаются 450 лет, одноразовые пакеты — до 1000 лет. Но в 2024 году международная команда учёных из ETH Zurich и Университета Айдахо совершила прорыв: они обнаружили модифицированный штамм гриба Pestalotiopsis microspora, способный уничтожать полиэтилентерефталат (ПЭТ) в 60 раз быстрее естественных процессов. Это не фантастика — первые биореакторы уже тестируют в Нидерландах и Японии.
Почему пластик остаётся смертельной угрозой для планеты спустя десятилетия?
ПЭТ — основа 70% упаковки для воды и напитков. Его молекулярная структура так стабильна, что даже в идеальных условиях разложение занимает столетия. Микрочастицы проникают в пищевые цепи: в 2023 году в плаценте человека впервые обнаружили микропластик. Традиционные методы переработки переплавляют материал максимум 2-3 раза, после чего он теряет свойства. Химические растворители требуют огромных затрат энергии, а термическое разложение выделяет токсичные выбросы. Грибы же работают в естественной среде при комнатной температуре, используя энзимы — биокатализаторы, которые расщепляют полимерные связи.
Как гриб превращает пластик в питательную среду?
Pestalotiopsis microspora впервые заметили в 2011 году в амазонских джунглях, где он рос на мёртвой древесине. Ключевое открытие 2024 года — усиление экспрессии гена lc-cutinase. Учёные встроили в ДНК гриба дополнительные копии этого гена, ответственного за выработку фермента, атакующего эфирные связи в ПЭТ. В лабораторных условиях при 30°C и влажности 85% образец толщиной 0,5 мм полностью разлагался за 127 дней. Фермент расщепляет пластик на терефталевую кислоту и этиленгликоль — вещества, которые гриб поглощает как углеводы. Это не просто дробление на микрочастицы, а полное возвращение в биогеохимический цикл.
Что изменилось в новом подходе учёных по сравнению с прошлыми экспериментами?
Ранние исследования 2010-х годов столкнулись с провалом: грибы работали только в анаэробных условиях, а скорость деградации была мизерной — 0,05% в месяц. Прорыв случился, когда команда ETH Zurich применила метод CRISPR-Cas9 для редактирования генома. Они активировали спящие гены, отвечающие за метаболизм синтетических полимеров. В Nature Communications (2024) опубликованы данные: модифицированный штамм показал активность даже при низкой влажности (60%), что критично для пустынных регионов с накопленными отходами. Важно, что гриб не производит токсичных побочных продуктов — анализ хроматографией подтвердил чистоту конечных метаболитов.
Какие препятствия остаются на пути промышленного внедрения технологии?
Главные вызовы — скорость и масштаб. Даже ускоренный процесс (4 месяца на разложение) слишком медленен для свалок, где ежедневно появляются тысячи тонн отходов. Инженеры из TU Delft разрабатывают вертикальные биореакторы с многослойной структурой: на каждом уровне регулируются температура и влажность под конкретные фазы роста гриба. Проблема стерилизации — в дикой природе другие микроорганизмы подавляют активность P. microspora. В Японии тестируют гибридную систему: сначала пластик обрабатывают УФ-излучением для ослабления молекулярных связей, затем запускают грибные культуры. Это сокращает время до 68 дней, но требует энергозатрат.
Когда можно будет увидеть грибовые фермы на городских свалках?
Пилотные проекты уже запущены. В Амстердаме с февраля 2025 года на мусороперерабатывающем заводе AEB функционирует установка мощностью 5 тонн пластика в месяц. Гриб растёт на решётках внутри герметичных камер, куда подаётся измельчённый ПЭТ. По данным Европейского космического агентства, к 2027 году такие системы могут перерабатывать до 15% пластиковых отходов ЕС. Крупнейший вызов — экономика: себестоимость обработки сейчас в 2,3 раза выше традиционной переработки. Но с ростом цен на углеродные кредиты (ЕС планирует ввести налог €120 за тонну CO₂ к 2027) биометод станет конкурентоспособным. В Индонезии, где 30% пластика попадает в океан, тестируют мобильные грибные модули для деревень — они обрабатывают отходы прямо на побережье.
Может ли эта технология спасти Мировой океан от «пластикового пятна»?
Северо-Тихоокеанское мусорное пятно площадью в 3 раза больше Франции — не главное поле применения. Грибы требуют концентрированного поступления пластика, а в океане отходы рассеяны. Эффективнее внедрять систему в точки образования отходов: фабрики, сортировочные станции. Однако учёные из Scripps Institution of Oceanography адаптируют технологию для локальной очистки. Они разрабатывают биосети с иммобилизованными ферментами — их устанавливают в устьях рек, собирая до 90% попадающего пластика. Первые тесты на реке Янцзы показали снижение микропластика в дельте на 37% за 6 месяцев. Это не «волшебная таблетка», но важный элемент системы, где инженерные решения сочетаются с биологическими.