- Le champignon marin Parengyodontium album ne peut dégrader les particules de polyéthylène (PE), le plastique le plus courant dans l’océan, qu’après une exposition préalable aux UV du soleil
- Des chercheurs du NIOZ, de l’Utrecht University et de l’Ocean Cleanup Foundation ont recherché des micro-organismes dans une zone de pollution plastique du Pacifique Nord, puis ont suivi le processus de dégradation à l’aide d’un plastique spécial contenant l’isotope 13C
- En laboratoire, le taux de dégradation du PE observé pour P. album était d’environ 0,05 % par jour, et la majeure partie du carbone issu du PE n’était pas utilisée pour la biomasse du champignon mais rejetée sous forme de CO2
- Comme il ne peut dégrader que du PE exposé, même brièvement, aux UV, son action en mer se limite surtout aux plastiques qui ont d’abord flotté près de la surface
- L’humanité produit plus de 400 milliards de kg de plastique par an, un volume attendu en hausse d’au moins trois fois d’ici 2060, ce qui rend importante la recherche d’autres champignons marins capables d’agir dans les eaux plus profondes
Un champignon marin qui dégrade le PE après exposition aux UV
- Le champignon marin Parengyodontium album vit avec d’autres micro-organismes marins dans la fine couche qui se forme à la surface des déchets plastiques en mer
- Des microbiologistes marins du NIOZ ont confirmé que ce champignon peut dégrader les particules de polyéthylène (PE), le type de plastique le plus abondant parmi ceux qui finissent dans l’océan
- Les résultats ont été publiés dans la revue scientifique Science of the Total Environment
- P. album rejoint la liste des champignons marins connus pour dégrader le plastique
- À ce jour, seuls 4 espèces de champignons marins dégradant le plastique ont été identifiées
- Davantage de bactéries capables de dégrader le plastique étaient déjà connues
Comment le processus de dégradation a été suivi
- Les chercheurs ont recherché des micro-organismes dégradant le plastique dans une zone de forte concentration de pollution plastique du Pacifique Nord
- Après avoir isolé des champignons marins à partir de déchets plastiques collectés, ils les ont cultivés en laboratoire sur un plastique spécial contenant du carbone marqué
- L’isotope 13C peut être suivi dans la chaîne alimentaire, ce qui permet de voir où se déplace le carbone du plastique dans les produits de dégradation
- Cette méthode a permis de quantifier le processus de dégradation du PE
Vitesse de dégradation et produits observés en laboratoire
- En laboratoire, le taux de dégradation du PE par P. album était d’environ 0,05 % par jour
- Les mesures montrent que le champignon utilise peu du carbone issu du PE lorsqu’il le dégrade
- La majeure partie du carbone du PE dégradé est transformée en dioxyde de carbone (CO2) puis rejetée
- La quantité de CO2 émise est considérée comme comparable à la faible quantité émise par la respiration humaine, et ne semble donc pas créer un nouveau problème
La condition indispensable des UV
- Pour que P. album puisse utiliser le PE comme source d’énergie, la lumière du soleil est indispensable
- En laboratoire, P. album n’a dégradé que du PE ayant été exposé au moins brièvement à la lumière UV
- En mer, seuls les plastiques qui ont d’abord flotté près de la surface peuvent donc devenir des cibles pour ce champignon
- On savait déjà que la lumière UV fragmente mécaniquement le plastique ; ces résultats montrent qu’elle favorise aussi la dégradation biologique par les champignons marins
Des champignons encore inconnus dans les eaux profondes
- Une grande partie des plastiques coule vers des couches plus profondes avant même d’être exposée à la lumière du soleil, si bien que P. album ne peut pas dégrader tous les plastiques
- Annika Vaksmaa estime qu’il existe probablement, dans les eaux plus profondes, des champignons encore inconnus capables de dégrader le plastique
- Les champignons marins peuvent décomposer des substances complexes à base de carbone et sont très diversifiés
- Au-delà des 4 espèces déjà identifiées, d’autres pourraient aussi contribuer à la dégradation du plastique
- De nombreuses questions restent ouvertes sur la dynamique de la dégradation du plastique dans les couches plus profondes
Ampleur de la pollution plastique
- L’humanité produit plus de 400 milliards de kg de plastique chaque année
- La production de plastique devrait au moins tripler d’ici 2060
- Une grande partie des déchets plastiques finit dans l’océan, flotte dans les eaux de surface des régions polaires jusqu’aux tropiques, puis migre vers les profondeurs avant de tomber sur le fond marin
- Les gyres subtropicaux (subtropical gyres) sont des courants océaniques en forme d’anneau où l’eau circule très peu, ce qui piège le plastique une fois qu’il y entre
- À lui seul, le gyre subtropical du Pacifique Nord, l’un des six grands gyres mondiaux, accumule déjà environ 80 millions de kg de plastique flottant
Article scientifique associé
- Biodegradation of polyethylene by the marine fungus Parengyodontium album : article publié dans Science of the Total Environment sur la biodégradation du polyéthylène par P. album
1 commentaires
Avis sur Hacker News
J’ai effectivement isolé ce champignon, Parengyodontium album, à partir d’échantillons terrestres, et j’en ai même analysé la séquence génétique.
Photos et ADN sont visibles ici :
https://www.inaturalist.org/observations/147456216
https://www.inaturalist.org/observations/150149352
Si ce champignon dégrade le polyéthylène, il pourrait peut-être y avoir un usage secondaire des sous-produits comme combustible pour des centrales de cogénération.
Mais, comme une grande part des microplastiques en milieu aquatique provient de l’usure des pneus de voiture, il faudrait des champignons plus nombreux et plus variés.
sciencenews
theconversation
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En Suisse, on estime qu’environ 90 % des microplastiques rejetés dans l’environnement proviennent de l’usure des pneus : https://www.admin.ch/gov/en/start/documentation/media-releases.msg-id-100009.html
Hypothétiquement, interdire radicalement les voitures permettrait de réduire non seulement la fragmentation des paysages, l’occupation de l’espace public, les accidents et les risques, les dommages aux humains et aux animaux, les coûts publics, le bruit et les particules fines, mais aussi les émissions de microplastiques dans un rapport d’environ 10:1.
À la louche, si 20 millions de tonnes de pneus sont produites chaque année et que 1 % disparaît sous forme de bande de roulement usée, ou de flancs selon les conducteurs, cela représente 200 000 tonnes de particules de pneus dispersées chaque année dans l’environnement.
Je ne comprends pas ce que Patagonia cherche à faire en passant au polyester recyclé tout en considérant cela comme plus écologique.
Si une accumulation de microplastiques se produit dans le corps, je me demande si les biopolymères naturels posent le même problème.
Nous ne pouvons pas dégrader la cellulose ; que deviennent donc les microparticules de cellulose dans l’organisme, et qu’en est-il de la lignine, encore plus difficile à dégrader ?
Je me demande si les microfibres végétales s’accumulent dans le corps avec le temps, comme les fibres de plastique ou d’amiante, et si l’on finit, en vieillissant, par en être rempli.
Si, autrefois, boulanger faisait partie des métiers mortels, c’est parce que l’on inhalait beaucoup de poussière de farine.
La façon dont les champignons dégradent la lignine montre à quel point les organismes doivent employer des moyens extrêmes pour traiter la matière organique récalcitrante. Ils expulsent hors de leurs cellules un ensemble d’enzymes et de composés, comprenant même du peroxyde d’hydrogène et des radicaux hydroxyle très oxydants ; il n’est donc pas surprenant que les champignons puissent aussi attaquer les plastiques dans une certaine mesure.
Les microplastiques sont un cas particulier, car ils sont chimiquement très inertes, mais ils sont tout de même filtrés par les reins. Il est très probable que ce soit aussi le cas de la cellulose ou de la lignine.
Honnêtement, après avoir lu certains articles sur les microplastiques, je soupçonne qu’un bon nombre d’entre eux sont assez fragiles. Dans les laboratoires modernes, le plastique est partout, et les articles avec des groupes témoins appropriés sont rares. Boîtes de Petri, pipettes, microplaques : tout est en plastique, livré dans des emballages plastiques, lavé avec des outils en plastique et manipulé par des personnes portant beaucoup de fibres synthétiques.
On a connu la même confusion lors de la première diffusion des séquenceurs génétiques, avant de finir par accepter que la contamination par l’ADN est omniprésente et qu’il faut donc être très prudent dans le prélèvement des échantillons et les méthodes statistiques.
Les substances suffisamment petites pour irriter les poumons produisent des effets similaires aux niveaux d’exposition professionnelle, avec parfois des cas pires comme la silicose. Les ouvriers agricoles et les mineurs d’avant l’industrialisation souffraient eux aussi souvent de pneumoconiose due à l’inhalation de poussières.
À ma connaissance, on ne sait pas encore combien de temps ils restent dans les poumons, le sang ou l’ensemble du corps.
Comme les microplastiques sont extrêmement répandus et présentent des propriétés de perturbateurs endocriniens, je soupçonne fortement qu’une partie de l’augmentation de la prévalence de l’autisme pourrait être liée à l’exposition prénatale aux microplastiques. À ce stade, le moment et la dose d’exposition aux androgènes peuvent configurer des programmes de développement à long terme.
Je ne connaissais pas l’histoire des boulangers, mais c’est assez intéressant.
Cela fait assez longtemps que j’entends ce genre de nouvelles.
Les champignons dégradent le plastique, les vers mangent du plastique, mais on dirait que rien n’arrive vraiment au plastique. Pourquoi ?
Si une autre source de nourriture apparaît, ils évoluent de nouveau vers autre chose.
S’il n’y avait absolument rien à manger, un humain pourrait lui aussi tenter de manger du plastique et, par miracle, être l’élu capable de le dégrader ; mais si possible, il reviendrait tout de suite à une alimentation normale.
Des matériaux finement broyés, des températures élevées supérieures à 55 °C, un pH strictement contrôlé, par exemple.
Comme ce type d’environnement n’existe généralement pas en dehors d’un bioréacteur, il est peu probable de les voir s’attaquer à n’importe quel plastique dans une maison.
C’est une vraie question. Si ce champignon mange tous les plastiques, cela créerait une énorme quantité de nouvelle vie dans les océans, et l’impact sur les écosystèmes est inconnu. On pourrait simplement transformer un problème en un autre.
Ce n’est pas forcément une bonne nouvelle
Grâce à l’âge d’or du plastique dans lequel nous vivons, il est devenu possible d’avoir des emballages alimentaires que les micro-organismes ne peuvent pas pénétrer, ce qui a fait passer la durée de conservation de certains produits agricoles d’environ une demi-semaine à plusieurs semaines
Si ces micro-organismes deviennent plus nombreux au cours des 100 prochaines années, cela pourrait poser problème pour les emballages alimentaires
Le plastique peut, au fond, être vu comme un « processus vital » en plusieurs étapes du pétrole brut. Au lieu de brûler directement du fioul domestique chez soi, le plastique a d’abord une vie comme matériau d’emballage, puis il est incinéré pour fournir de la chaleur au chauffage urbain
Le problème, bien sûr, survient quand il n’est pas brûlé et finit dans l’eau
Cela vaut aussi pour l’intérieur des emballages, qui est stérilisé ou pauvre en nutriments
Les premiers usages susceptibles d’être touchés sont plutôt les plastiques marins comme les filets de pêche, cordages, maillots de bain et bouées. Ensuite viendraient probablement les infrastructures et usages extérieurs ordinaires, comme les pompes de drainage ou les équipements d’irrigation agricole
Les pailles en plastique interdites par l’UE n’avaient probablement pas vocation à finir dans la mer au départ
En revanche, hors de l’UE, des camions entiers de plastique sont déversés dans les rivières
Cela augmente le CO2 dans l’atmosphère
Les deux sont mauvais, certes. Il ne faut pas mélanger des couches qui n’auraient jamais dû se rencontrer
Dans 100 ans, le dernier être vivant sur Terre finira peut-être étouffé sous un film de nanodiamant
C’est une excellente découverte, mais je crains que les fabricants de plastique ne l’exploitent comme prétexte pour en produire davantage, en disant que « de toute façon, les champignons le décomposent organiquement, donc le plastique n’est pas nocif »
Si les organismes deviennent plus efficaces pour dégrader le plastique, les fabricants commenceront à y incorporer des produits chimiques nocifs pour empêcher sa dégradation prématurée
Mais si l’on découvre une méthode très efficace pour nettoyer et décomposer le plastique, les fabricants auront effectivement un argument. Dans ce cas, on pourrait profiter de la commodité du plastique avec la certitude de pouvoir s’en débarrasser relativement sans danger, donc il serait difficile d’appeler ça forcément un « abus »
Heureusement, cela semble lent. Il existe déjà de la SF dystopique sur un sujet similaire
Si « la dégradation du PE par P. album se produit à un rythme d’environ 0,05 % par jour », à quelle vitesse les plastiques du monde entier commenceraient-ils à se ramollir et à s’effriter ?
J’imagine des bactéries et des champignons décomposer tout le plastique en CO2
Je ne sais pas ce qui est le moins mauvais : du plastique qui reste dans l’environnement, ou moins de plastique mais davantage de CO2
En cherchant rapidement des ordres de grandeur, environ 8 millions de tonnes de plastique entrent dans l’océan chaque année. Quand on brûle 1 unité de plastique, on obtient 3 unités de CO2 ; si tout cela était décomposé par des champignons ou incinéré, cela ferait donc environ 24 millions de tonnes de CO2. En comparaison, la combustion des énergies fossiles émet chaque année environ 35 milliards de tonnes de CO2
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435117300223
J’ai l’impression d’entendre souvent ce genre d’histoire
Elle semble aussi faire l’objet d’une couverture excessive, au risque d’être interprétée à tort comme une excuse pour continuer à produire du plastique qui finira dans l’océan
Les chimiotrophes, en particulier les chimiolithotrophes, prospèrent près des évents hydrothermaux des grands fonds, à très haute température
Ils peuvent consommer et oxyder le fer, le soufre ainsi que divers éléments et composés que nous considérons comme toxiques ou immuables. En échange, ils produisent une sorte de sucre dont se nourrissent les vers tubicoles
J’aimerais que les futures recherches sur l’atténuation biologique du plastique se concentrent de cette manière sur la conversion et la production d’énergie. Plutôt que de viser un résultat à somme nulle impossible, celui de « tout faire disparaître », il serait plus tourné vers l’avenir de transformer le plastique en quelque chose de nouveau et consommable, utilisable comme source d’énergie
Pour résoudre ce problème, il faut penser comme un ver tubicole
https://en.wikipedia.org/wiki/Chemotroph