微生物造的“塑料”还是很多动物的口粮|每日动态

【资料图】

潜水员在意大利厄尔巴岛海底采集沉积物，无肠海洋蠕虫阿尔加维斯橄榄虫就生活在沉积物中。

阿尔加维斯橄榄虫。它们体长约两厘米，呈现白色，因为皮肤下覆盖着一层致密的共生细菌，这些细菌富含PHA。图片来源：马克斯·普朗克海洋微生物研究所

 你可能听说过“生物降解塑料”，觉得这是现代人的发明。但早在人类出现之前，微生物就已经会制造一种天然的“塑料”了。

很多细菌和古菌会在体内合成一种叫“聚羟基脂肪酸酯”（PHA）的物质。为什么要合成它？因为环境里的碳源时多时少。碳源充足时，微生物用不完，就把多余的碳转化成PHA攒在细胞里，等碳源不够了，再把它分解利用。PHA广泛存在于土壤、沉积物和水中，也是目前少数能完全生物降解的天然“塑料”之一。但对微生物来说，它不是塑料，更像是一块压缩饼干。

过去，科学家一直认为，能够分解这些物质的主要是微生物自己。德国不来梅马克斯·普朗克海洋微生物研究所的研究人员最近却发现，许多动物也具备这种能力：从海洋蠕虫、海星到陆地上的蚯蚓，它们体内都能找到会降解微生物PHA的酶。

这个发现最初来自一种奇特的海洋蠕虫，即阿尔加维斯橄榄虫。它没有嘴，也没有肠子，却能获得食物。原来，这种蠕虫的皮肤下生活着共生细菌，蠕虫依靠这些细菌获得营养，同时也会消化它们。

科学家发现，其中一种共生细菌会在体内积累大量PHA。于是他们产生了一个疑问：蠕虫消化这些细菌时，能不能把细菌储存的PHA也利用起来？

答案是可以。科学家在蠕虫体内发现了一种能够分解PHA的酶，可将PHA拆解成动物能够利用的小分子。高分辨率成像显示，这种酶恰好出现在蠕虫消化共生细菌的部位。这意味着，蠕虫在消化细菌时，也可能同时利用细菌储存的PHA。

更令人意外的是，这并非该蠕虫的独门本领。科学家在超过66种、分属9个门的动物中都发现了类似的PHA降解酶，实验也证实，海绵、蚯蚓和弹尾虫等动物的相关酶都能分解PHA。这意味着，一些动物不仅能够以微生物为食，还可能直接利用微生物储存在体内的PHA。过去主要在微生物之间循环的这部分碳，也因此有了进入动物食物网的新途径。

有意思的是，PHA也是人类正在开发的一类可降解塑料材料，如今已用于食品包装、卫生用品以及部分农业和医疗产品。人类今天正在寻找可降解的“绿色塑料”，微生物早已制造出了自己的天然版本。只不过，这块微生物储存起来的“压缩饼干”不只是微生物自己的食物，也可能早已被一些动物当作了口粮。

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