Хипотезата за панспермията предполага, че животът е достигнал Земята чрез микроорганизми, транспортирани от астероиди или комети, които постепенно са адаптирали условията на планетата до познатите днес. В съвременния живот процесите на биологична адаптация се разширяват, като обхващат и изкуствено създадени материали като пластмасата.

В продължение на десетилетия този синтетичен субстрат е постоянно колонизиран от различни организми. Процесът следва установен биологичен модел: първоначалните видове модифицират повърхността на материала, което го прави по-гостоприемен, след което се заселват допълнителни микроскопични и макроскопични видове. Този нововъзникващ глобален екосистемен модел вече е обозначен с научния термин пластисфера.

„От десетилетия е известно, че живите организми могат да се развиват върху пластмаса, но едва с напредъка на молекулярния анализ успяхме да установим огромното разнообразие от микроорганизми в тези среди“, отбелязва микробиологът Линда Амарал-Зетлер пред испанското издание El País.

През 2013 г., заедно с изследователите Ерик Зетлер и Трейси Дж. Минсър, тя публикува първия научен труд, който официално дефинира тази нова екосистема с термина „пластисфера“. Тази концепция включва всички живи организми, които обитават пластмасовите отпадъци, както и взаимоотношенията между тях и със самия субстрат.

Тези общности са най-добре изследвани във водни басейни, особено върху микропластмаси (фрагменти с диаметър под пет милиметра), въпреки че подобни процеси се наблюдават и върху пластмаси с различни размери, включително в сухоземна среда.

Новооткритият метод създава възможност за по-устойчиво производство на медикаменти.

От пластмаса до парацетамол: как бактерии превръщат отпадъци в лекарства

Химичните свойства на пластмасите, които се характеризират с хидрофобност, създават благоприятна среда за микроорганизмите и стимулират образуването на биофилми, които представляват високоорганизирани микробни общности. След изграждането на този първичен биологичен слой се улеснява закрепването и на други организми.

„Микробите, способни да образуват биофилми, поставят основите, но биоразнообразието, което впоследствие колонизира пластмасата, е изключително голямо. Към днешна дата пълното класифициране на всички видове е практически невъзможно“, обяснява Амарал-Зетлер.

Изследванията на Амарал-Зетлер в тази област започват през 2004 г. в рамките на международен проект за картографиране на морския микроскопичен живот. Един от най-ярките примери за мащаба на пластисферата е научна шамандура, пусната в Южния Атлантически океан през 2004 г. за измерване на океанските течения.

Изработена от високоустойчив пластмасов полимер (ABS), шамандурата е открита в отлично състояние 15 години по-късно, през 2019 г., от екип на Кралския нидерландски институт за морски изследвания. Лабораторните анализи на оборудването разкриват наличието на изключително богата и сложна екосистема, развила се върху полимерната повърхност по време на движението през океана.

Изграден изцяло от неживи химични компоненти, прототипът SpudCell може да се храни и размножава, отваряйки вратите към ерата на програмируемите микроорганизми и решаването на глобални медицински и екологични проблеми

Учени твърдят, че са създали клетка от нулата за първи път

Учените установяват, че микроорганизмите използват пластмасата като транспортно средство на дълги разстояния. Това свойство създава значителни екологични рискове, тъй като позволява разпространението на видове с естествено ограничена мобилност.

Проблемът засяга и най-отдалечените региони на планетата. Пластмасовото замърсяване вече привлича специалното внимание на полярните експедиции в Антарктида.

„Анализите показват, че по-голямата част от пластмасите, открити там, са резултат от локални дейности – работата на изследователските станции и туристическите посещения“, обяснява Пере Монрас и Риера, участник в испанските полярни мисии. Той отбелязва, че тези отпадъци бързо се колонизират от местни антарктически микробни общности.

Макар до момента в полярните проби да не са открити патогенни за хората или животните бактерии, неконтролираното размножаване на микроорганизми има потенциал да наруши крехкия биологичен и химичен баланс на региона.

В близост до гъстонаселените райони ситуацията е значително по-различна. Проучване на пластисферата във водите около Барселона от 2023 г. показва, че общностите от микроби върху пластмасата са богати на патогенни бактерии и гени за антибиотична резистентност. Докладът подчертава наличието на фекални бактерии от рода Vibrio (някои щамове от които са опасни за хората), които се прикрепят към микропластмасите и по този начин могат да достигнат до незамърсени зони.

Сходни изводи са направени и в рамките на проучване в лагуната Сиенага Гранде де Санта Марта в колумбийските Кариби. Екипи от Колумбийския институт за морски и крайбрежни изследвания (INVEMAR) и Университета на Барселона са идентифицирали 1760 рода бактерии върху микропластмаси, изолирани от водите, седиментите и рибната фауна в района. Това създава преки рискове не само за човешкото здраве, но и за цялостната хранителна верига, като улеснява разпространението на болести сред водните видове.

„Пластисферата се утвърждава като нов глобален биом – изцяло нова ниша, която биологичните видове бързо усвояват“, обобщава Монрас и Риера. „Науката едва започва да оценява реалните последици от този процес, докато екологичното влияние на пластмасовите отпадъци продължава да се разширява.“