Nas profundezas da superfície do oceano, os investigadores descobriram bactérias que podem digerir o plástico, utilizando enzimas especiais que evoluíram juntamente com os humanos para sintetizar os detritos.
Um estudo global em grande escala realizado por cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah mostra que estes microrganismos marinhos estão disseminados e geneticamente modificados para consumir tereftalato de polietileno (PET) – um plástico resistente utilizado em artigos de uso diário, como garrafas de bebidas e tecidos.
Suas habilidades extraordinárias decorrem de características estruturais únicas de uma enzima que degrada o plástico chamada PETase. Esta característica, conhecida como motivo M5, serve como uma assinatura molecular que sinaliza quando a enzima é realmente capaz de quebrar o PET.
“O motivo M5 funciona como uma impressão digital, dizendo-nos quando é provável que a PETase esteja a agir para quebrar o plástico PET”, explica Carlos Duarte, ecologista marinho e co-líder do estudo. “A sua descoberta ajuda-nos a compreender como estas enzimas evoluíram a partir de outras enzimas que degradam hidrocarbonetos”, disse ele. “Em oceanos escassos em carbono, os micróbios parecem ter aperfeiçoado estas enzimas para tirar partido desta nova fonte de carbono produzida pelo homem: o plástico”.
Como os recicladores da natureza evoluíram
Durante décadas, os cientistas acreditaram que o PET era quase impossível de degradar naturalmente. Essa crença começou a mudar em 2016, quando uma bactéria descoberta numa fábrica de reciclagem japonesa conseguiu sobreviver consumindo resíduos plásticos. A empresa desenvolveu uma enzima PETase que decompõe os polímeros plásticos em seus blocos de construção.
No entanto, não está claro se os micróbios marinhos produzem independentemente enzimas semelhantes.
Duarte e a sua equipa usaram uma combinação de modelos de inteligência artificial, rastreio genético e testes laboratoriais para mostrar que o motivo M5 distingue entre enzimas verdadeiras que degradam o PET e enzimas semelhantes inativas. Em experimentos, bactérias marinhas que carregam um motivo M5 completo podem efetivamente decompor amostras de PET. Os mapas de atividade genética mostram que o gene M5-PETase é altamente ativo em todo o oceano, especialmente em áreas fortemente poluídas por plástico.
A disseminação global de microorganismos comedores de plástico
Para compreender a difusão destas enzimas, os investigadores examinaram mais de 400 amostras marinhas recolhidas em todo o mundo. PETases funcionais contendo o motivo M5 estavam presentes em quase 80% das águas testadas, variando desde giros superficiais cheios de detritos flutuantes até profundidades pobres em nutrientes de quase dois quilômetros abaixo.
No fundo do mar, esta capacidade poderia dar vantagens importantes aos microrganismos. Intikhab Alam, pesquisador sênior de bioinformática e co-líder do estudo, observou que a capacidade de consumir carbono sintético poderia proporcionar uma vantagem crucial de sobrevivência.
A descoberta destaca uma resposta evolutiva crescente: os micróbios estão a adaptar-se à poluição humana à escala global.
Embora esta adaptação revele a resiliência da natureza, Duarte alerta contra o otimismo. “Quando o plástico chega às profundezas do oceano, já representa um risco para a vida marinha e para os consumidores humanos”, alertou. Os processos de decomposição microbiana são demasiado lentos para compensar as grandes quantidades de resíduos plásticos que entram no oceano todos os anos.
Traduza descobertas em soluções do mundo real
Em terra, no entanto, estas descobertas poderiam acelerar o progresso em direção à reciclagem sustentável. “Uma família de enzimas degradadoras de PET que evoluiu espontaneamente nas profundezas do oceano fornece um modelo otimizado em laboratório para a degradação eficiente de plásticos em estações de tratamento e, finalmente, em casa”, disse Duarte.
A identificação do motivo M5 fornece um roteiro para o projeto de enzimas mais rápidas e eficientes. Revela características estruturais que funcionam em condições ambientais reais, não apenas num tubo de ensaio. Se os cientistas conseguirem replicar e melhorar estes mecanismos naturais, a luta da humanidade contra a poluição plástica poderá encontrar um novo e poderoso aliado num dos locais mais inesperados da Terra: as profundezas do mar.
