Des microbes océaniques pour lutter contre les déchets plastiques
En raison de leurs propriétés polyvalentes, les plastiques sont des matériaux intéressants pour de nombreuses applications, de l’habillement à l’emballage. Cependant, la mauvaise gestion des déchets plastiques a contribué à une prolifération de plastique dans les océans, ce qui constitue une menace de taille pour l’environnement naturel. Qui plus est, les microplastiques et les nanoplastiques issus de la dégradation des plastiques pénètrent dans la chaîne alimentaire avec des conséquences négatives sur les organismes. Les plastiques subsistent dans l’environnement pendant des centaines d’années. Cependant, des données probantes de plus en plus nombreuses suggèrent que certains microbes peuvent contribuer à la dégradation des plastiques, et permettre de réduire la demi-vie des produits à base de plastique.
Des micro-organismes océaniques qui dégradent les plastiques
L’objectif principal du projet VORTEX, financé par l’UE, est d’identifier des micro-organismes spécifiques capables de dégrader les plastiques et de déterminer la vitesse de ce processus. Pour ce faire, Helge Niemann et ses collègues ont mis au point une technique de traçage isotopique stable qui repose sur des polymères marqués au carbone-13. «Nous avons placé ces polymères dans des environnements océaniques et surveillé la colonisation microbienne», explique-t-il. Cette méthode a confirmé sans équivoque l’existence de micro-organismes capables de dégrader le plastique dans les milieux océaniques. L’étude a notamment mis en lumière certains micro-organismes, tels que le champignon marin Rhodotorula mucilaginosa, qui dégrade efficacement le polyéthylène, apportant ainsi une démonstration tangible de la dégradation microbienne du plastique. L’étude a également révélé des communautés microbiennes distinctes associées à différents types de plastique, ce qui indique un mode de colonisation sélectif et une préférence pour la dégradation de différents substrats plastiques. «Le prétraitement physicochimique des plastiques, en particulier par la lumière UV, semble accélérer la dégradation en sensibilisant davantage les molécules de polymère à la dégradation enzymatique», explique Annika Vaksmaa, chercheuse postdoctorale au sein de l’équipe VORTEX.
L’impact écologique de la dégradation des plastiques
Des expériences sur le terrain ont apporté des preuves irréfutables du fait que des dégradateurs de plastique se retrouvent parmi les microbes présents dans les biofilms des déchets plastiques. Cette observation souligne l’impact écologique plus large de la dégradation microbienne des plastiques. La collaboration avec des physiciens de l’atmosphère a permis de détecter des quantités non négligeables de nanoplastiques dans les environnements marins à l’aide de techniques de spectrométrie de masse conçues à l’origine pour mesurer les aérosols. Cette découverte soulève des questions essentielles concernant les sources, le devenir et les interactions des nanoplastiques avec la vie microbienne dans l’océan. Le taux de dégradation des microplastiques des océans a été estimé à quelques pour cent par an, ce qui suggère une résilience naturelle des océans face à la pollution plastique sur de longues périodes. Cependant, l’accumulation de débris plastiques dépasse de loin ces taux de dégradation naturelle, exacerbant le problème global de la pollution plastique. «Si la pollution plastique devait cesser aujourd’hui, il faudrait probablement plusieurs générations pour que le plastique présent dans l’océan se dégrade», souligne Helge Niemann.
Perspectives d’avenir pour les nanoplastiques
VORTEX entend désormais cartographier les dégradateurs potentiels du plastique dans divers habitats océaniques et faire la lumière sur les voies biochimiques et les enzymes impliquées dans la dégradation du plastique. Les recherches en cours sur les nanoplastiques, leur origine et leurs interactions avec la vie microbienne devraient fournir des informations cruciales sur le devenir et l’impact de ces minuscules particules de plastique dans les écosystèmes marins. «Les implications de nos résultats actuels vont au-delà du domaine scientifique et incitent les décideurs politiques à envisager des stratégies éclairées pour atténuer la pollution plastique», conclut Helge Niemann. Des interventions ciblées à différents stades du cycle de vie des plastiques, fondées sur une meilleure compréhension des voies de dégradation et des interactions microbiennes, sont essentielles pour protéger les écosystèmes océaniques de la menace de la pollution plastique.
Mots‑clés
VORTEX, océan, dégradation du plastique, pollution, nanoplastiques, micro-organismes, microplastiques, Rhodotorula mucilaginosa