Magasinet Natur & Miljø

Næsten umuligt at fjerne PFAS og plastik: I fremtiden kan naturens egne skraldemænd måske være løsningen

I hundrede millioner år har svampe fungeret som naturens skraldemænd, og måske kan de i fremtiden hjælpe os med at rydde op i naturen og fjerne menneskeskabt forurening?

1. november 2023

De kunne næsten ikke tro deres egne øjne. Efter 30 dages behandling i et stort videnskabeligt forsøg var det lykkedes forskerne at nedbryde 21 pct. af en ekstremt holdbar og svært nedbrydelig type plastik, polypropylen, der udgør en stor andel af klodens stigende mængder plastikaffald.

Polypropylen anvendes i alt fra madbeholdere og bøjler til legetøj og sportsudstyr. Trods den omfattende brug af polypropylen bliver kun cirka 1 pct. genbrugt, mens resten ender som affald. Derfor undersøgte forskere fra University of Sydney i Australien, om svampe vil kunne hjælpe os med at komme af med plastikaffaldet. De behandlede polypropylen med to svampearter – Aspergillus terreus og Engyodontium album – der normalt lever i jorden. Og til forskernes store begejstring var svampene effektive plastikædere.

Studiet blev publiceret i tidsskriftet 'Nature' i april 2023. Og fundet er endnu et i rækken af spektakulære og nyttige kvaliteter i svamperiget. De bizarre livsformer har gennem millioner af år perfektioneret netop de evner, som muligvis kan hjælpe os med at løse mange af de miljøproblemer, vi står over for i dag.

Natur og Miljø

Artiklen blev først bragt i vores medlemsmagasin Natur og Miljø.

Vil du modtage magasinet direkte i din postkasse og samtidig støtte en god sag?

Bliv medlem her

Nøglen til svampenes succes

Svamperiget er spækket med fascinerende og vidt forskellige arter – lige fra gær og skimmelsvampe til fluesvampe og kantareller. Omkring 150.000 arter er blevet beskrevet i den videnskabelige litteratur, men ifølge estimater er kloden i virkeligheden hjemsted for 2 til 11 millioner svampearter.

Det høje antal af ukendte arter skyldes, at de fleste er mikroskopiske organismer, der lever under jorden. Faktisk producerer kun cirka 14.000 arter de ikoniske paddehatte. Desuden er svampe spredt rundt i alle verdenshjørner og lever i stort set alle miljøer – fra ørken til hav, fra ækvator til polerne, i tarmsystemer hos både dyr og mennesker og i planters rødder.

Nøglen til svampenes succes er deres eminente evner til at nedbryde stort set alt. Ved at udskille potente enzymer omdanner svampe hårde og komplekse materialer som f.eks. træ og sten til mindre molekyler, der kan indtages som føde af svampene selv, men også være til gavn for andre arter. For når svampe nedbryder sten, frigiver det mineraler til planterne.

Læs også: Lille fisk skal redde næsten uddød musling

Naturens skraldemænd

Svampe nedbryder hårde og døde materialer i naturen, så de kan genbruges. Den evne kan også bruges til at fjerne plastikaffald, pesticider, oliespild og tungmetaller.

Levende organismer er heldigvis udrustet med et immunforsvar, der konstant beskytter os mod svampeinfektioner. Hver gang vi trækker vejret, indånder vi 1 til 10 svampesporer. Takket være vores immunforsvar volder det sjældent problemer. Langt de fleste og mere alvorlige infektioner sker i personer med svækkede immunforsvar. Men uden modstand har svampe frit spil og er blandt andet med til at accelerere nedbrydningen af døde dyr og planter.

Millioner af års specialisering i at nedbryde komplekse materialer gør svampe til kvalificerede hjælpere i kampen mod forurening – og den evne undersøger forskere fra hele verden meget nøje.

Hvert år producerer vi 350 til 400 millioner ton plastikaffald på verdensplan. I 2015 var klodens samlede mængde af plastikaffald 6.300 millioner ton, og ifølge estimater vil mængden af plastikaffald stige til 12.000 millioner ton i 2050, hvis vi fortsætter ad samme spor.

Læs også: Ny grønt akademi skal uddanne fremtidens beslutningstagere

Plastik er et yderst holdbart materiale, og det bliver nedbrudt ekstremt langsomt. Derfor er forskere begejstrede for fundet af en række plastikædende svampe. Udforskningen er stadig på et tidligt stadie, og forskere er i fuld gang med at undersøge, hvilke arter der bedst nedbryder forskellige typer og former for plast, og under hvilke betingelser det forløber mest effektivt. Eksempelvis fungerer nogle svampe bedre i havet, mens andre er mere aktive i jorden. Forskerne har også stort fokus på at undersøge, hvordan de kan optimere svampenes effektivitet med forskellige forbehandlinger.

I den nye australske undersøgelse fandt forskerne eksempelvis, at når polypropylen først bliver behandlet med UV-stråling, varme eller hydrogenperoxid, går nedbrydelsen hurtigere.

Læs også: Derfor er madspild et kæmpe problem for klima og natur

Svampene æder plastik på samme måde, som de nedbryder robuste materialer i naturen. Deres enzymer ødelægger de kemiske bindinger i plastik og reducerer den til mindre molekyler, som de kan indtage som føde. I takt med at plastikken bliver brudt ned, gør den mindre skade i naturen, fordi de mindre molekyler kan omsættes af andre organismer, mens større plastpartikler forstyrrer deres livsvigtige processer. Mange havdyr indtager f.eks. mikroplast, og eftersom de ikke kan nedbryde det, bliver det ophobet i kroppen, hvilket blandt andet besværliggør deres fordøjelse.

Selvom der stadig er tale om laboratorieforsøg, så er forskerne optimistiske, og håbet er også, at svampe kan hjælpe med at fjerne andre former for forurening. Forskere har nemlig også identificeret svampe, som kan fjerne oliespild, pesticider og tungmetaller. Og en ny undersøgelse har fundet lovende tegn på, at en svamp kaldet hat-tandsvamp, som normalt gror på træer og er sjælden i Danmark, effektivt nedbryder de såkaldte evighedskemikalier PFAS.

Læs også: Danmark er stor klimasynder

Svampen udgjorde en del af et system kaldet RAPIMER, som forskerne har udviklet med henblik på effektivt at filtrere og absorbere PFAS-kemikalier fra forurenet vand og derefter nedbryde dem med svampens enzymer. Systemet er billigt i drift og mere miljøvenligt end metoder, der kræver høje forbrændingstemperaturer eller stærke kemikalier, da svampenes energi kommer fra naturlige plantematerialer.

De fleste har ingen paddehat

Selvom kun cirka 150.000 svampearter er beskrevet i den videnskabelige litteratur, vurderer forskere, at der findes 2 til 11 millioner arter. Langt de fleste er mikroskopiske organismer, og kun cirka 14.000 arter danner paddehatte.

Svampe kan muligvis også nedbryde nogle former for pesticider. Et italiensk forskerhold fandt i 2021, at svampen Purpureocillium lilacinum effektivt nedbryder sprøjtegiften Roundup. Fundet gør svampen oplagt til en række tiltag som f.eks. genoprettelse af jordkvaliteten i landbrugsområder, der har været udsat for massiv Roundup-behandling.

Læs også: Miljøminister erkender svigt af havet

Forskere har også vist, at svampe kan rydde op i jord, der er forurenet med tungmetaller. Dette er særligt et problem i områder med minedrift og industrielle processer som f.eks. fremstilling af metalprodukter. Men nu har forskere opdaget, at en række arter af østershatte kan øge plantevæksten i jord, der er forurenet med tungmetaller. Svampene gavner planterne både ved at hjælpe dem med at optage næring og ved at reducere mængden af giftige metaller i jorden.

Medicin, forskning og bæredygtige produkter

Men svampe kan også gavne menneskeheden på en række andre områder – især inden for medicin, forskning og bæredygtige produkter.

Inden for medicinalindustrien er den mest banebrydende svampeopdagelse nok antibiotika. I 1928 opdagede den skotske forsker Alexander Fleming, at skimmelsvamp kunne bremse væksten af stafylokokker. Fleming havde ladet en petriskål med stafylokokbakterier stå på laboratoriet hen over sommerferien, og da han vendte hjem, observerede han, at nogle svampesporer tilsyneladende var fløjet ind gennem vinduet og havde dræbt nogle af bakterierne. Det gjorde ham nysgerrig, og ved nærmere undersøgelser fandt Fleming ud af, at skimmelsvampen producerede penicillin.

Opfinderen af antibiotika

Antibiotika blev opdaget i 1928, da den skotske videnskabsmand Alexander Fleming opdagede, at stafylokokkers vækst blev hæmmet af skimmelsvamp, som producerede penicillin.

I dag spiller svampene fortsat en meget stor rolle i medicinalindustrien: Gærsvampe bruges som medicinfabrikker til fremstilling af f.eks. insulin og andre hormoner, og det aktive stof i psykedeliske svampe – psilocybin – viser lovende resultater i behandling af depression, angst og kræftrelateret psykisk stress.

Læs også: Theis Midé Erichsen: - vores børn må ikke gå glip af den fantastiske verden under overfladen

Fordi en gærcelle har meget tilfælles med menneskeceller, er den en perfekt forsøgsorganisme, som har hjulpet forskere med at afsløre adskillige biokemiske processer. NASA har sågar for nylig sendt gær ud i rummet med satellitten BioSentinel på en 18-måneders mission for at få indblik i de helbredstrusler, astronauter udsættes for på længerevarende rumrejser.

Et stigende behov for bæredygtige materialer har også fået forskere til at kigge mod svamperiget. Svampelæder er f.eks. et bæredygtigt alternativ til dyrelæder, da produktionen kræver mindre vand og landbrug og udleder betydeligt færre drivhusgasser. Og bæredygtige indpakningsmaterialer lavet af svampe kan fungere som alternativ til plastik.

Det mægtige svamperige, som har banet vej for klodens frodige diversitet af dyr og planter gennem hundrede millioner år, er altså nu trådt ind i kampen mod menneskeskabt forurening. Og forskere håber, at svampe endnu en gang kan blive livets store helte og sikre en mere bæredygtig fremtid med velfungerende og sunde økosystemer.

Kilder Guiness World Of Records, Nature, Science.org, Link.springer.com, NCBI, MDPI, NASA

Artiklen er skrevet af Jonas Meldal og bragt i medlemsmagasinet Natur og Miljø i september 2023.