Una delle principali fonti di inquinamento a livello globale è data dalla dispersione e dall'accumulo di plastica nell'ambiente. La sua gravità non è data soltanto dalla spropositata quantità di materiali plastici utilizzati e prodotti quotidianamente ma anche, e soprattutto, dalla durevolezza di questi materiali. In particolare la plastica dispersa nell’ambiente si degrada trasformandosi in microplastiche: frammenti di plastica di piccolissimo diametro, che si inseriscono nella dieta e nella respirazioni delle specie animali, avvelenandoli come alcuni metalli nell’aria farebbero con noi umani. Queste microplastiche, in alcune zone del pianeta arrivano a concentrazioni di 466.000 particelle/Km3. Per fare un esempio, con un'analisi condotta nel Mar Mediterraneo è stato osservato che il 90% delle stazioni di campionamento rivelava la presenza di microplastiche.
Uno dei materiali plastici più utilizzati è il polietilene, usato principalmente per gli imballaggi, tra cui i comuni sacchetti di plastica che utilizziamo ogni giorno. Annualmente vengono utilizzati circa un trilione di questi economici e incredibilmente durevoli involucri, che frammentandosi una volta dispersi nell'ambiente si diffondono ancora più rapidamente, e che per degradarsi impiegano più di 100 anni.
Ma forse ora qualcosa sta per cambiare: uno studio pubblicato su Current Biology presenta una risposta sorprendente a questo problema che attanaglia l'ecosistema globale, la novità consiste in piccole larve che, come dimostrato nel paper, mangiano e degradano la plastica.
Si tratta della Galleria mellonella, parassita che infesta comunemente gli alveari e che normalmente si nutre della cera d’api, ma evidentemente non solo: i ricercatori hanno infatti scoperto che questo piccolo verme è in grado di mangiare e degradare (come? Sarà uno dei quesiti importanti) anche le plastiche più dure a una velocità quantomeno sorprendente, ovvero circa 1.400 volte più rapidamente di quanto sono in grado di fare altri organismi.
La scoperta è avvenuta per caso quando Federica Bertocchini, scienziata e ricercatrice al Consiglio Nazionale delle Ricerche spagnolo con la passione dell'apicultura, ha rimosso da uno dei suoi alveari una colonia di larve parassite della cera che vivevano al suo interno, riponendole in un comune sacchetto di plastica. Quando ha fatto ritorno nella stanza in cui aveva lasciato i vermi, la ricercatrice ha scoperto che il sacchetto era pieno di piccoli forellini. Da questa scoperta è partita una ricerca coordinata dall'Università di Cambridge e realizzata in collaborazione con l'Istituto di biomedicina e biotecnologia della Cantabria, in Spagna, che ha impegnato la Bertocchini insieme a Paolo Bombelli e Chris Howe, entrambi di Cambridge. Gli scienziati hanno messo un centinaio di larve a contatto con una comune busta di plastica: dall'esperimento si è potuto constatare come dopo soli 40 minuti la busta presentava già i primi forellini, mentre dopo 12 ore erano già 92 i milligrammi di plastica mancanti.
I ricercatori hanno utilizzato analisi spettroscopiche per verificare come i legami chimici della plastica vengano rotti quando messi a disposizione dei parassiti. Le analisi effettuate hanno dimostrato come il processo di digestione delle larve degradava la plastica rompendo il legame chimico del polietilene e convertendolo così in glicole etilenico: si tratta di un composto organico che, a differenza del polietilene, si degrada nel giro di poche settimane. Al fine di escludere che i fori nella plastica fossero dovuti esclusivamente all'azione meccanica delle mascelle delle larve, i ricercatori hanno poi messo a contatto con la plastica uno strato di questi vermi morti poco prima: il test ha dimostrato che apparivano comunque dei buchi nella plastica, il che ha portato gli scienziati a determinare che a dissolvere la plastica sono enzimi presenti nei vermi o in alternativa un batterio che vive al loro interno.
Per la verità non è la prima volta che la ricerca si trova davanti ad organismi in grado di "mangiare la plastica": in passato sono stati effettuati esperimenti su falene, funghi e batteri, ma in nessun caso il tasso di degradazione era paragonabile a quello sorprendente tenuto da queste larve.
Ma come riescono a fare ciò? Il meccanismo che sta alla base del processo di degradazione non è ancora chiaro. I ricercatori hanno ipotizzato che i vermi utilizzino per degradare il polietilene lo stesso enzima che usano per mangiare la cera delle api. "Dal momento che mangiano la cera", ha affermato la Bertocchini, "devono aver sviluppato una molecola in grado di decomporla, e tale molecola potrebbe funzionare anche con la plastica. Se esiste la possibilità che ci sia una molecola responsabile di questo processo, bisognerà isolarla e riprodurla su larga scala, e utilizzarla quindi per degradare i rifiuti di plastica”. Le fa eco il suo collega Bombelli, il quale ha affermato che “Se un solo enzima è stato responsabile di questo processo chimico, la sua riproduzione in grande scala con metodi biotecnologici potrà essere possibile”. La scoperta potrebbe dunque essere utilizzata su scala industriale? Siamo dunque davanti alla soluzione definitiva all’inquinamento da plastica?
La risposta più immediata sarebbe “alleviamo tantissimi di questi vermi e liberiamoli in natura”, ma la cosa creerebbe non pochi problemi e perplessità. I geni che permettono la produzione di questo enzima potrebbero essere impiantati in batteri o in organismi marini come il fitoplancton, ed essere poi utilizzati per degradare la plastica nell'ambiente. Tuttavia, date le restrizioni che riguardano il rilascio di organismi geneticamente modificati nell'ambiente, un'altra soluzione per utilizzare questa scoperta sarebbe quella di creare degli allevamenti massivi di questi vermi. Anche supponendo di riuscire ad allevare miliardi di questi vermi e tenerli impegnati ogni giorno a mangiare tonnellate di plastica, in realtà questa soluzione non è auspicabile per un duplice ordine di ragioni.
In primo luogo non è ancora chiaro se il processo di degradazione effettuato dai vermi trasformi i polimeri in materiali non nocivi senza produzione di alcun tipo di scarto dannoso, o se al contrario ne derivi la produzione di materiali ancora più pericolosi o altre microplastiche. In secondo luogo, i parassiti della cera sono così chiamate proprio perché sono parassiti che infestano gli alveari per, appunto, nutrirsi della cera. Di conseguenza, essi devastano le colonie di api la cui popolazione è già seriamente a rischio a causa di pesticidi e danni al loro habitat. Non dobbiamo spiegare perché uccidere le api è una pessima idea, vero?
Il modo migliore per trarre vantaggio da questa scoperta non è dunque creare immense colture di parassiti della cera a cui dare in pasto le buste di plastica abbandonate in mare o sul ciglio delle strade, quanto piuttosto riuscire a comprendere quali procedimenti biochimici ne determinano la capacità di degradare la plastica, per poi ricreare e riprodurre tali meccanismi in laboratorio e industrialmente, e poter sperare quindi di arrivare a migliorare in qualche misura la drammatica situazione dell’inquinamento plastico a livello globale. Per ora quindi i vermi mangia plastica non sono la soluzione ai nostri problemi. Sono una scoperta, i cui sviluppi sarà sicuramente interessante seguire, e speriamo ci portino (passettino dopo passettino, come funziona la scienza) verso un mondo meno inquinato.
Testi di Veronica Moronese
Elaborazione di Giada Rossi, Veronica Moronese, Eleonora Beccari