La contaminació per plàstics és una amenaça ambiental creixent, especialment amb l’acumulació de partícules de micro- i nanoplàstics en ecosistemes marins, d’aigua dolça, terrestres i polars. Tot i que s’han descrit centenars d’enzims degradadors en espècies individuals, la distribució global i la conservació evolutiva d’aquestes proteïnes encara no eren clares.

Un estudi de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), La Salle-URL, la Universitat de Turku (UTU, Finlàndia) i l’Institute of Science Tokyo (IST, Japó) mostra que més del 95 % de les espècies procariotes tenen almenys un gen amb potencial per degradar polímers plàstics naturals o sintètics, fet que suposa una capacitat ecològica extraordinàriament estesa per respondre a la contaminació per plàstics.

El projecte internacional MicroWorld, en què s’ha emmarcat l’estudi, ha creat el recurs més complet fins ara sobre la biodegradació microbiana del plàstic: els Plastic‑Degrading Clusters of Orthologous Groups (PDCOG), una base de dades amb 625.616 proteïnes potencialment degradadores de plàstic, classificades en 51 grups ortòlegs. Aquest catàleg global ofereix una visió sense precedents sobre com bacteris i arqueus poden contribuir a la degradació de microplàstics i nanoplàstics en ecosistemes diversos.

«Els nostres resultats mostren que el potencial de biodegradació del plàstic no es limita a uns pocs microbis especialitzats, sinó que és gairebé universal», afirma Pere Puigbò, investigador de la UAB i coautor de l’estudi. «Això suggereix que les comunitats microbianes d’arreu del món ja disposen de les eines moleculars necessàries per respondre a la contaminació per plàstics».

L’adaptació ambiental modela la capacitat microbiana de degradar plàstics

Els PDCOG classifiquen proteïnes associades a la degradació d’11 polímers naturals i 28 de sintètics. La distribució global d’aquests polímers  en 23 tipus d’ambients —des de sediments oceànics profunds fins a sòls, fonts termals o regions polars— mostren que el potencial de biodegradació està fortament influït per les condicions ecològiques locals. Alguns hàbitats, com els sòls o els ecosistemes endolítics, estan especialment enriquits en enzims degradadors, fet que indica adaptació ecològica local.

«La capacitat microbiana de degradar plàstics no és només extensa: està clarament determinada per l’ambient, i molts hàbitats mostren un fort enriquiment en famílies enzimàtiques específiques», explica Kari Saikkonen, investigador de la UTU i coautor de l’estudi.

Des del punt de vista dels materials i les aplicacions, aquests resultats mostren com l’adaptació microbiana pot inspirar noves solucions tecnològiques. Identificar quins enzims prosperen en determinats hàbitats i sota pressions ecològiques concretes aporta una guia per dissenyar materials i tecnologies optimitzats per a condicions ambientals locals.

«Aquest recurs ofereix una visió global del potencial de biodegradació codificat a la natura. Comprendre com els microbis s’adapten als seus entorns ens permet dissenyar nous materials i solucions biotecnològiques que estiguin alineats amb els processos naturals», afirma Miho Nakamura (La Salle-URL /UTU/IST), coautora del treball.