Jamur yang Menguraikan Plastik Laut
(nioz.nl)- Jamur laut Parengyodontium album dapat menguraikan partikel polietilena (PE), jenis plastik laut yang paling umum, tetapi hanya setelah terkena UV dari sinar matahari
- Peneliti dari NIOZ, Utrecht University, dan Ocean Cleanup Foundation mencari mikroorganisme di wilayah pencemaran plastik di Pasifik Utara, lalu melacak proses penguraian menggunakan plastik khusus yang mengandung isotop 13C
- Di laboratorium, laju penguraian PE oleh P. album yang terkonfirmasi adalah sekitar 0,05% per hari, dan sebagian besar karbon dari PE tidak dipakai untuk tubuh jamur melainkan diubah menjadi CO2 dan dilepaskan
- Karena hanya PE yang sempat terpapar UV yang bisa diuraikan, di laut proses ini terutama terbatas pada plastik yang awalnya mengapung dekat permukaan
- Umat manusia memproduksi lebih dari 400 miliar kg plastik setiap tahun, dan jumlah ini diperkirakan meningkat setidaknya 3 kali lipat pada 2060, sehingga penting untuk menemukan jamur laut lain yang dapat bekerja di laut yang lebih dalam
Jamur laut yang menguraikan PE setelah terpapar UV
- Jamur laut Parengyodontium album hidup bersama mikroorganisme laut lain di lapisan tipis yang terbentuk di permukaan sampah plastik di laut
- Ahli mikrobiologi laut dari NIOZ mengonfirmasi bahwa jamur ini mampu menguraikan partikel polietilena (PE), jenis plastik yang paling melimpah di antara plastik yang masuk ke laut
- Hasil penelitian ini diterbitkan di jurnal ilmiah Science of the Total Environment
- P. album kini termasuk dalam daftar jamur laut yang diketahui dapat menguraikan plastik
- Hingga saat ini, baru 4 spesies jamur laut pengurai plastik yang telah ditemukan
- Bakteri yang dapat menguraikan plastik telah lebih banyak diketahui sebelumnya
Cara melacak proses penguraian
- Tim peneliti mencari mikroorganisme pengurai plastik di wilayah konsentrasi pencemaran plastik di Pasifik Utara
- Setelah mengisolasi jamur laut dari sampah plastik yang dikumpulkan, mereka membiakkannya di laboratorium di atas plastik khusus yang mengandung karbon berlabel
- Isotop 13C dapat dilacak di dalam rantai makanan, sehingga digunakan untuk mengetahui ke mana karbon plastik berpindah sebagai hasil penguraian
- Dengan cara ini, proses penguraian PE dapat dikuantifikasi
Laju dan hasil penguraian yang terkonfirmasi di laboratorium
- Dalam pengamatan laboratorium, laju penguraian PE oleh P. album adalah sekitar 0,05% per hari
- Hasil pengukuran menunjukkan bahwa saat menguraikan PE, jamur tidak banyak menggunakan karbon yang berasal dari PE
- Sebagian besar karbon PE yang terurai diubah menjadi karbon dioksida (CO2) lalu dilepaskan kembali
- Jumlah emisi CO2 ini dinilai setara dengan jumlah rendah yang dikeluarkan manusia saat bernapas, sehingga tidak dianggap menciptakan masalah baru
Syarat bahwa UV diperlukan
- Agar P. album dapat menggunakan PE sebagai sumber energi, sinar matahari sangat penting
- Di laboratorium, P. album hanya dapat menguraikan PE yang setidaknya pernah terpapar sinar UV meski sebentar
- Di laut, ini berarti hanya plastik yang semula mengapung dekat permukaan yang dapat menjadi sasaran penguraian oleh jamur ini
- Bahwa sinar UV memecah plastik secara mekanis sudah diketahui sebelumnya, dan hasil kali ini menunjukkan bahwa UV juga mendorong penguraian biologis oleh jamur laut
Jamur yang belum teridentifikasi di laut yang lebih dalam
- Banyak plastik tenggelam ke lapisan yang lebih dalam sebelum sempat terkena sinar matahari, sehingga P. album tidak dapat menguraikan semua plastik
- Annika Vaksmaa menilai kemungkinan ada jamur yang belum diketahui di laut yang lebih dalam yang juga dapat menguraikan plastik
- Jamur laut mampu menguraikan bahan kompleks berbasis karbon dan juga sangat beragam
- Selain 4 spesies yang telah teridentifikasi sejauh ini, spesies lain juga mungkin berkontribusi pada penguraian plastik
- Masih banyak pertanyaan tersisa mengenai dinamika penguraian plastik di lapisan laut yang lebih dalam
Skala pencemaran plastik
- Umat manusia memproduksi lebih dari 400 miliar kg plastik setiap tahun
- Produksi plastik diperkirakan menjadi setidaknya 3 kali lipat pada 2060
- Banyak limbah plastik masuk ke laut, mengapung di perairan permukaan dari wilayah kutub hingga tropis, lalu bergerak ke laut yang lebih dalam sebelum akhirnya jatuh ke dasar laut
- Gyre subtropis (subtropical gyres) adalah arus laut berbentuk cincin yang hampir stagnan, sehingga plastik yang masuk sekali akan terperangkap
- Di gyre subtropis Pasifik Utara, salah satu dari 6 gyre besar dunia, telah terakumulasi sekitar 80 juta kg plastik terapung
Makalah terkait
- Biodegradation of polyethylene by the marine fungus Parengyodontium album: makalah yang diterbitkan di Science of the Total Environment tentang biodegradasi polietilena oleh P. album
1 komentar
Opini Hacker News
Saya pernah benar-benar mengisolasi jamur tersebut, Parengyodontium album, dari sampel darat dan menganalisis sekuens basanya
Foto dan DNA bisa dilihat di sini:
https://www.inaturalist.org/observations/147456216
https://www.inaturalist.org/observations/150149352
Jika jamur ini menguraikan polietilena, mungkin produk sampingnya juga bisa dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar untuk pembangkit kogenerasi
Namun, karena sebagian besar mikroplastik di lingkungan perairan berasal dari abrasi ban mobil, kita membutuhkan jamur yang lebih banyak dan lebih beragam
sciencenews
theconversation
springeropen
Di Swiss, diperkirakan sekitar 90% mikroplastik yang terlepas ke lingkungan berasal dari abrasi ban: https://www.admin.ch/gov/en/start/documentation/media-releases.msg-id-100009.html
Secara hipotetis, jika mobil dilarang secara radikal, selain fragmentasi lanskap, penggunaan ruang publik, kecelakaan dan risiko, kerugian bagi manusia dan hewan, biaya publik, kebisingan, dan debu halus, emisi mikroplastik juga bisa dikurangi pada tingkat sekitar 10:1
Dengan perhitungan kasar, setiap tahun 20 juta ton ban diproduksi, dan jika 1% di antaranya hilang sebagai tapak yang aus atau, tergantung pengemudi, sebagai sidewall, berarti 200 ribu ton partikel ban tersebar ke lingkungan setiap tahun
Saya tidak paham apa maksud Patagonia ketika beralih ke poliester daur ulang dan menganggapnya lebih ramah lingkungan
Jika terjadi akumulasi mikroplastik di tubuh, saya penasaran apakah biopolimer alami juga punya masalah yang sama
Kita tidak bisa menguraikan selulosa; lalu apa yang terjadi pada mikroselulosa di dalam tubuh, dan bagaimana dengan lignin yang lebih sulit diuraikan?
Saya juga penasaran apakah serat mikro nabati menumpuk di tubuh seiring waktu seperti plastik atau serat asbes, dan apakah saat menua tubuh kita akan penuh dengan bahan-bahan seperti ini
Dulu pembuat roti termasuk salah satu pekerjaan mematikan karena mereka banyak menghirup debu tepung
Cara jamur menguraikan lignin menunjukkan betapa ekstremnya cara yang harus dipakai organisme untuk memproses bahan organik yang sulit terurai. Mereka melepaskan sekumpulan enzim dan senyawa ke luar sel, termasuk hidrogen peroksida dan radikal hidroksil yang sangat oksidatif, jadi tidak mengherankan jika jamur juga bisa menyerang plastik sampai tingkat tertentu
Mikroplastik adalah kasus khusus karena secara kimia sangat inert, tetapi tetap akan tersaring di ginjal. Kemungkinan besar selulosa atau lignin juga demikian
Jujur saja, setelah membaca sebagian makalah tentang mikroplastik, saya curiga banyak di antaranya cukup ceroboh. Di laboratorium modern, plastik ada di mana-mana, dan makalah dengan kelompok kontrol yang memadai jarang ditemukan. Cawan petri, pipet, mikroplate—semuanya plastik, dikemas dalam plastik, dibersihkan dengan alat plastik, dan ditangani oleh orang yang mengenakan banyak serat sintetis
Saat sequencer gen pertama kali banyak digunakan, kekacauan yang sama juga terjadi, dan akhirnya orang menerima bahwa kontaminasi DNA ada di mana-mana sehingga pengambilan sampel dan metode statistik harus dilakukan dengan sangat hati-hati
Bahan yang cukup kecil untuk mengiritasi paru-paru akan menghasilkan efek serupa pada tingkat paparan kerja, dan ada kasus yang lebih buruk seperti silikosis. Pekerja pertanian dan penambang praindustri pun sering mengalami pneumokoniosis akibat menghirup debu
Sejauh yang saya tahu, belum diketahui berapa lama mikroplastik bertahan di paru-paru, darah, atau seluruh tubuh
Karena mikroplastik sangat umum dan memiliki sifat sebagai pengganggu endokrin, saya sangat mencurigai sebagian peningkatan prevalensi autisme mungkin terkait dengan paparan mikroplastik pada masa prenatal. Pada periode itu, waktu dan dosis paparan androgen dapat menetapkan program perkembangan jangka panjang
Saya tidak tahu soal kisah pembuat roti itu, tetapi cukup menarik
Saya sudah cukup lama mendengar berita seperti ini
Katanya jamur menguraikan plastik, serangga memakan plastik, tetapi plastiknya sendiri tampak tidak mengalami apa-apa. Mengapa begitu?
Jika ada makanan lain, mereka kembali berevolusi ke arah memakan hal lain
Jika sama sekali tidak ada makanan, manusia pun mungkin akan mencoba plastik, dan secara ajaib mungkin saja menjadi makhluk terpilih yang bisa menguraikan plastik, tetapi jika memungkinkan pasti akan segera kembali ke makanan normal
Misalnya bahan yang digiling halus, suhu tinggi di atas 55°C, dan pH yang dikendalikan ketat
Lingkungan seperti ini biasanya tidak muncul di luar bioreaktor, jadi sulit melihat mereka menyerang sembarang plastik di rumah
Ini pertanyaan serius. Jika jamur ini memakan semua plastik, akan muncul kehidupan baru dalam jumlah sangat besar di laut, dan dampaknya pada ekosistem tidak diketahui. Bisa jadi kita hanya mengubah satu masalah menjadi masalah lain
Ini tidak selalu kabar baik
Berkat zaman keemasan plastik yang kita jalani, kemasan makanan yang tidak bisa ditembus mikroorganisme menjadi mungkin, dan akibatnya masa simpan sebagian hasil pertanian meningkat dari sekitar setengah minggu menjadi beberapa minggu
Jika dalam 100 tahun ke depan mikroorganisme seperti ini makin banyak, kemasan makanan bisa bermasalah
Plastik pada dasarnya juga bisa dilihat sebagai “proses kehidupan” minyak mentah dalam beberapa tahap. Alih-alih langsung membakar minyak pemanas di rumah, plastik terlebih dahulu hidup sekali sebagai bahan kemasan, lalu kemudian dibakar untuk menyediakan panas bagi pemanas distrik
Tentu saja masalah muncul ketika plastik tidak dibakar dan masuk ke air
Bagian dalam kemasan yang steril atau miskin nutrisi juga bukan tempat seperti itu
Yang paling mungkin terdampak lebih dulu adalah penggunaan plastik laut seperti jaring ikan, tali, pakaian renang, dan pelampung. Setelah itu mungkin infrastruktur seperti pompa drainase, peralatan irigasi pertanian, serta penggunaan luar ruang umum
Sedotan plastik yang dilarang UE kemungkinan besar sejak awal memang tidak masuk ke laut
Sebaliknya, di luar UE, plastik dibuang ke sungai dalam jumlah setruk penuh
Itu menambah CO2 di atmosfer
Keduanya memang buruk. Kita tidak boleh mencampur lapisan-lapisan yang seharusnya tidak bertemu
Bisa jadi 100 tahun lagi makhluk hidup terakhir di Bumi berakhir mati kehabisan napas di bawah film nanodiamond
Ini memang penemuan yang bagus, tetapi saya khawatir produsen plastik akan menyalahgunakannya sebagai alasan untuk memproduksi lebih banyak plastik, dengan dalih “toh jamur akan menguraikannya secara organik, jadi plastik tidak berbahaya”
Jika makhluk hidup makin mahir menguraikan plastik, produsen akan mulai memasukkan bahan kimia berbahaya ke dalam plastik untuk mencegah penguraian dini
Namun jika ditemukan cara yang sangat efisien untuk membersihkan dan menguraikan plastik, produsen juga benar-benar punya sesuatu untuk dikatakan. Dalam kasus seperti itu, kita bisa menikmati kemudahannya dengan keyakinan bahwa plastik dapat dibuang relatif aman, jadi sulit menyebutnya semata-mata “penyalahgunaan”
Untungnya tampaknya lambat. SF distopia dengan tema serupa juga sudah ada
Jika “penguraian PE oleh P. album terjadi pada laju sekitar 0,05% per hari”, seberapa cepat plastik di seluruh dunia akan mulai melunak dan hancur menjadi serpihan?
Saya membayangkan bakteri dan jamur menguraikan semua plastik menjadi CO2
Saya tidak tahu mana yang lebih tidak buruk: plastik yang tetap berada di lingkungan, atau plastik berkurang tetapi CO2 bertambah
Saya mencari angka kasarnya: sekitar 8 juta ton plastik masuk ke laut setiap tahun. Jika 1 unit plastik dibakar, dihasilkan 3 unit CO2, jadi jika semuanya diuraikan oleh jamur atau dibakar, hasilnya sekitar 24 juta ton CO2. Sebaliknya, pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan sekitar 35 miliar ton CO2 setiap tahun
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435117300223
Rasanya saya sering mendengar cerita seperti ini
Sepertinya pemberitaannya berlebihan karena bisa disalahartikan sebagai alasan bahwa kita boleh terus memproduksi plastik laut
Kemotrof, khususnya bakteri kemolitoautotrof, berkembang di dekat ventilasi hidrotermal laut dalam bersuhu sangat tinggi
Mereka dapat mengonsumsi dan mengoksidasi besi, belerang, serta berbagai unsur dan senyawa yang kita anggap beracun atau tidak berubah. Sebagai imbalannya, mereka menghasilkan semacam gula yang dimakan cacing tabung
Saya berharap penelitian mitigasi biologis plastik ke depan juga berfokus pada konversi dan produksi energi semacam ini. Daripada membayangkan hasil zero-sum yang mustahil seperti “menghilangkannya sepenuhnya”, lebih berwawasan masa depan jika plastik diubah menjadi sesuatu yang baru dan dapat dikonsumsi, lalu dipakai sebagai sumber energi
Untuk memecahkan masalah ini, kita harus berpikir seperti cacing tabung
https://en.wikipedia.org/wiki/Chemotroph