El rumen, uno de los compartimientos esofágicos del aparato digestivo de las vacas, puede descomponer plásticos y sus residuos. Esto es posible gracias a la acción de enzimas y un conjunto de microbios (bacterias, arqueas, virus, hongos y protistas) conocido como microbioma.
El hallazgo significa un gran aporte dentro de los métodos para resolver el problema de la contaminación ambiental por este tipo de desechos.
Investigadores de la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida, ubicada en Viena (Austria), evaluaron las bacterias del rumen de las vacas y las propiedades de las enzimas de estas bacterias en la hidrólisis (descomposición de sustancias orgánicas por acción del agua) de un grupo de plásticos sintéticos, basados en el hecho de que la dieta natural de las vacas puede contener poliésteres vegetales naturales.
El estudio, publicado en la revista Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, ha comprobado en laboratorio que el referido microbioma, presente en el rumen de vacas que pastan en prados alpinos, es capaz de degradar tres tipos de poliésteres que sometieron a análisis. Estos son: PET (tereftalato de polietileno), PBAT (Poli(Butilén Adipato-co-Tereftalato) y PEF (Furanoato de Polietileno).
Rumen de ganado ya sacrificado
El equipo de investigadores adquirió el rumen de las vacas de un matadero en Austria, con el fin de obtener los microorganismos que estaban probando. Lejos de introducir plásticos sintéticos en la alimentación de las vacas, la propuesta es utilizar el rumen de ganado ya sacrificado, el cual es desechado en los mataderos, para extraer productos que puedan ser utilizados en la degradación de plásticos.
En el laboratorio fueron analizados tres tipos de poliésteres. Uno, el tereftalato de polietileno, comúnmente conocido como PET, un polímero sintético comúnmente usado en textiles y envases. Otro, un plástico biodegradable que se usa a menudo en bolsas de plástico compostables, llamado tereftalato de adipato de polibutileno (PBAT) y un tercer material de base biológica elaborado a partir de recursos renovables, denominado furanoato de polietileno (PEF).
Posteriormente incubaron el líquido del rumen (que recordemos es uno de los compartimientos esofágicos del aparato digestivo de los rumiantes), con los tres tipos de plásticos que estaban probando, tanto en polvo como en forma de película, para comprender la eficacia con la que se descompondría el plástico.
Tres días de incubación a 40 °C
Imagen original de la investigación: Identificación de la degradación de plásticos y análisis de comunidades microbianas del rumen.
La incubación de cada tipo de plástico mencionado en el líquido del rumen de las vacas duró tres días, a una temperatura de aproximadamente 40 grados centígrados, igual a la del estómago del rumiante. Transcurrido este lapso los investigadores pudieron medir los subproductos liberados por los plásticos, para determinar si los bichos degradaban los materiales en sus componentes y en qué medida lo hacían. El líquido del rumen fue más eficiente a la hora de descomponer el PEF, pero los demás tipos de plástico evaluados también resultaron degradados.
Seguidamente, los científicos analizaron las muestras de ADN (ácido desoxirribonucleico) del citado líquido con el fin de determinar exactamente qué microbios eran los responsables por la descomposición del plástico. Como resultado obtuvieron que la vasta mayoría de ellos eran bacterias Pseudomonas, cuya capacidad en este ámbito ya había sido reportada en varias de sus subespecies.
Asimismo, degradaron grandes cantidades de las bacterias del género Acinetobacter, de las cuales también se demostró que algunas de las especies de este género descomponen los poliésteres sintéticos.
¿Una solución a gran escala?
Imagen cortesía de www.ccu.cl
Los resultados del estudio permiten pensar en la posibilidad de que en el futuro, podrían utilizarse a gran escala las bacterias del rumen de las vacas y las propiedades de las enzimas de éstas, para la descomposición de los tres tipos de plásticos evaluados.
De hecho, para los científicos involucrados, las vacas podrían ser una fuente barata de enzimas que degradan los mencionados polímeros. No obstante, acotan que se requieren más estudios destinados a apuntar a la identificación y cultivo de los microbios y enzimas involucrados en la hidrólisis sinérgica de poliésteres, así como a posibles cambios en la comunidad durante la incubación de estos.
En tal sentido, el profesor Ramani Narayan de la Universidad Estatal de Michigan, ha señalado la necesidad de demostrar que la actividad enzimática es la misma o mejor que la que se está implementando comercialmente en la actualidad.
Contra los plásticos más problemáticos
Imagen cortesía de www.tierra.org
Pero, según los expertos en el área, el verdadero reto es descubrir enzimas capaces de descomponer productos plásticos más problemáticos como el polietileno y el polipropileno cuya estructura limita la capacidad de las enzimas para agarrar las moléculas y poner en marcha su descomposición, pues están formados, en gran parte, por fuertes enlaces entre átomos de carbono.
El polietileno y el polipropileno están presentes en la vida cotidiana de los seres humanos. Con el primero se confeccionan bolsas plásticas de todo tipo, láminas para envasado de alimentos, fármacos y productos agroindustriales, tuberías para riego, biberones, juguetes, entre otros; mientras que con el segundo destacan productos como piezas y componentes para vehículos, componentes eléctricos y electrónicos; así como envases y embalajes de alimentos, productos de cosmética y medicamentos.
Sobre este tema, la profesora Doris Ribitsch, integrante del grupo de investigadores de la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida de Viena, ha afirmado que están atentos a los microbios que pueden consumir polietileno, sin descarta la posibilidad de que estén en los estómagos de las vacas.
Con información de La Vanguardia, Sputnik News, Ambiente Plástico y Frontiersin.
Fotografías cortesía de CCU, Sputnik News, Ambiente Plástico y Tierra
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