La bacteria comeplásticos
Texto: Fernando Gomollón Bel (ISQCH)
Ilustraciones: Núria Tamarit
¿Qué está pasando aquí?
«Tendría que limpiar el frigo más a menudo» –pensó. «Esta bolsa no sólo está llena de bichos zampándose mi comida, sino que además está llena de agujeros y está goteando por todas partes.» Otros habrían tirado esa bolsa llena de comida podrida a la basura, pero Jun Yang, ingeniero en la Universidad de Pekín, no lo hizo.
En vez de tirarla, como buen científico, se hizo una pregunta: ¿cómo es posible que una bolsa de plástico tenga agujeros? ¿Las polillas se estaban comiendo el plástico?
Ni corto ni perezoso, cogió unas cuantas polillas (Plodia interpunctella) y unas cuantas larvas y se las llevó a su laboratorio. Ahí, analizó las bacterias que viven en el aparato digestivo de estos insectos y descubrió dos nuevas especies que viven utilizando el carbono del polietileno (el plástico más usado hoy en día) como única fuente de carbono.
El polietileno (PE) es el plástico más utilizado. Fuente: © PlasticsEurope, The Facts 2014 y elaboración propia.
La investigación
¡Mmm, delicioso polietileno! © 2015 Núria Tamarit
El equipo de Yang, tras aislar e identificar a las dos bacterias que se estaban zampando el polietileno (un Bacillus y una Enterobacter), las hizo crecer en hojas de este plástico para estudiar los cambios que se producían. Tras 28 días, el plástico había perdido un 50% de su tensión de rotura y un 30% de su capacidad impermeable. Si el festín continuaba durante otro mes más, desaparecía un 10% de la masa del plástico y podía observarse que las cadenas de polietileno eran cada vez más cortas.
Los científicos quisieron averiguar más detalles. Para ello, utilizaron microscopios de fuerza atómica y microscopios electrónicos de barrido para analizar los agujeros en las bolsas. Algunas bacterias habían excavado boquetes de 0.4 micrómetros de profundidad. Suena a poco, pero eso es como si un humano cava un agujero de metro y medio.
Además, utilizando espectroscopia infrarroja observaron la presencia de grupos carbonilo (C=O) al final de las cadenas poliméricas. Esto indica que probablemente las bacterias comiencen la digestión del polietileno (una cadena que sólo tiene carbono e hidrógeno) oxidando los extremos.
Los grupos carbonilo (C=O) son fáciles de detectar ya que producen una señal característica en los espectros de infrarrojo a frecuencias entre
1650 y 1820 cm-1 (las zonas resaltadas en amarillo). Como se observa en la imagen, el polietileno carece de esos grupos y, por lo tanto, no da ninguna señal en la zona amarilla. Otros plásticos, como el PET, sí tienen grupos carbonilo en su estructura (marcados en verde), de ahí la intensa señal bajo la zona amarilla.
El problema del reciclado
En Estados Unidos, tan sólo se recicla un 9% de las 32 millones de toneladas de plástico que se usan cada año. En Europa la cosa está algo mejor (se recicla un 26% del plástico y otro 36% se reutiliza para producir energía) pero tampoco es la panacea. La mayor parte del plástico se acumula en vertederos o acaba en el mar formando las tristemente archiconocidas islas de basura.
Grandes islas de basura en el Océano Pacífico. © NOAA
Uno de los problemas que hace que los plásticos sean muy difícilmente biodegradables es que están formados por largas cadenas hidrocarbonadas muy hidrofóbicas (es decir: repelen el agua) que no pueden penetrar en las células. El polietileno (una cadena enorme que, recordemos, sólo tiene carbono e hidrógeno) es uno de los polímeros más problemáticos en este aspecto.
Bacterias como las encontradas por el equipo de Yang pueden ser la solución. Las bacterias ya nos ayudan en muchísimos aspectos de nuestra vida cotidiana. Además de todas las que tenemos viviendo en nuestro cuerpo (más de 100 billones, con be, de microorganismos) [1], son las responsables de que tengamos delicias como el yogur (ver este artículo, o este otro) e incluso fabrican la insulina que utilizan los diabéticos.
Los investigadores han colgado el genoma completo de las dos bacterias en GenBank (aquí y aquí), la base de datos internacional de DNA, para que científicos de todo el mundo puedan seguir investigando. Igual dentro de no muchos años tenemos plantas de reciclaje de plásticos llenas de bacterias. Los resultados que se han obtenido hasta ahora son, cuanto menos, prometedores.
Referencias
- Pelley, J. «Pantry Pests Harbor Plastic-Chomping Bacteria». Chemical and Engineering News. 3 de diciembre de 2014.
- Yang, J. et al. Environmental Science and Technology 2014, 48 (23), 13776-13784.
- [1] Para más detalles sobre los microorganismos que viven en nuestro cuerpo os invito a consultar esta infografía creada por @PedroFSoler.
Este artículo participa en el XLIII Carnaval de Química – Edición Tc – alojado en el blog «Ciencia de la Vida» de @Biogeocarlos.
Acerca de isqch
3 comentarios el “La bacteria comeplásticos”
Deja un comentario
SciFest Cuenca 2014
Moléculas a reacción 
Muy interesante post, Fernando. El tema de las bacterias comeplásticos me ha recordado algo bastante gracioso, visto en perspectiva. Hace años (no muchos) se empezó a hablar de una bacteria capaz de degadar el policarbonato. Algunos amigos de lo apocalíptico comenzaron a decir que si estas bacterias se difundían por el planeta, se comerían la parte exterior protectora de los CD, con lo que se facilitaría la pérdida de todos los datos guardados… Hoy en día, muchos portátiles ya carecen directamente de lector de este tipo de discos «policarbonatados», que han pasado a engrosar las filas de la paleoinformática. Hasta para predecir el fin del mundo tal y como lo conocemos hay que tener un poco de visión, jeje…
Calla, calla, que el otro día dando prácticas me llamaron viejo por haber conocido los diskettes de 3 1/4″ y los móviles con IR.
Me alegro de que te haya gustado. La ilustradora también se merece un par de piropos 😉
Por supuesto que se los merece. Hasta hace que las bacterias nos parezcan más simpáticas, y todo… ¡¡Gracias por tu arte, Nuria!!