有沒有可能演化出塑料菌？

01-05

隨著塑料製品被越來越廣泛的使用，它顯然會成為一種重要的有機物存在形式，如果分解者以此為食，顯然存活和繁殖會容易得多，那麼能否演化出一種能分解塑料的細菌或真菌？如果能，降解塑料就再非難題；如果不能，理由是？
幫題主補充一句：
這個塑料指的應該是聚乙烯、聚丙烯這種通常意義上的難降解塑料，而不是聚碳酸酯、聚乳酸這種故意為了容易降解而去合成的塑料。
這個問題是想問：塑料降解這個問題能否從改變細菌的角度而非改變塑料成分的角度得以解決？

@尼龍菌

高分子早已經成為一種重要的有機物形式，甚至人類使用的所有材料按照大分類法分為金屬、高分子和無機非三類，塑料所在的高分子材料都是單獨的一大類。

事實上，已經存在題主所說的這類物質了，我們稱之為生物降解塑料（Biodegradable plastics）

生物降解塑料是指一類由自然界存在的微生物如細菌、黴菌（真菌）和藻類的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一種具有優良的使用性能、廢棄後可被環境微生物完全分解、最終被無機化而成為自然界中碳素循環的一個組成部分的高分子材料。

看起來是三組生物降解塑料袋的降解歷程。圖片來自於百度。

而且早在1993年，就已經有了相關的研究。

張金菊. 一種新型的生物降解塑料——Biopol[J]. 化學世界,1993,(03):47. [2017-08-14].

但是當然如果題主不是做科學或者學科學的，只是出於興趣突然想到可以用細菌對塑料材料的降解提供積極作用，恭喜題主，這個想法非常好。

有的，這類科研方向一度很熱，大概是人工篩選吧，發現了不少可以吃塑料的細菌或者蟲子，回頭附鏈接。

先附一個吧，是和我們課題組稍微有點關係的一個工作，前些年的一個EST，Evidence of Polyethylene Biodegradation by Bacterial Strains from the Guts of Plastic-Eating Waxworms | Environ. Sci. Technol. 2014, 48, 13776?13784

蟲子吃塑料，吃的是PE，也就是聚乙烯塑料，很常見，我們常用的塑料袋啥的很多都是PE的，是白色污染的主力吧

Indian mealmoth這種蛾子的幼蟲，搜了一下，大概應該翻譯成印度紫斑谷螟，解釋是這種蟲子消化道裡面有兩種細菌，一種YT1，一種YP1，大概翻譯成阿思布腸桿菌和芽孢桿菌吧，

對比試驗發現，蟲子肚子里這細菌把PE泡一會兒，親疏水性都變了……

後面還做了一堆相關數據，放一點上來吧

唉··~剛開始玩知乎，感覺一旦開始答題就得不停的修改了，只是看到了這個題目，然後想起了我們隔壁組的同學和我探討的她的課題~~也不是這個方向的，有些細節真的不太清楚，但是作為一個學生物的，降解塑料的微生物什麼的還是聽說過很多的，評論里已經開始說我敷衍你們了~~隨手搜一篇文獻來看一看嘛。

你們不要擔心的太多，很多降解塑料的微生物的發現的方法，其實就是在垃圾堆里去分離微生物，等找到了可以降解塑料的微生物之後，再去做機理，功能，其實這種微生物早就在自然界中存在的，和我在最後說的一樣，這些微生物不是有塑料就能生存的，不經過工程化的改造，效率也並不一定是很高的，你們擔心有某種微生物能吃掉所有的塑料還是有點多餘了。

NCBI上的Cutinase-Like Enzyme from the Yeast Cryptococcus sp. Strain S-2 Hydrolyzes Polylactic Acid and Other Biodegradable Plastics。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1287645/

開源文獻，你們自己也可以下來看看。

05年的文獻，不算新的了，有沒有新進展，不在這個領域不太了解。

大意是在酵母中找到了一種酶，可以有效的降解各種大分子，像聚乳酸，聚丁二酸丁二醇酯，聚羧基乙酸內酯，聚羥基丁酸。不是學高分子的，對這些塑料的強度，容不容易降解什麼的不太清楚。

給張圖，文獻上的：

不知道你們能不能看懂，第一個是降解聚乳酸的圖，最上面那個線是什麼都不加，聚乳酸沒降解。

下面一根實心三角形的線，是加了濃度是0.8 μg/ml的proteinase K，聚乳酸有部分降解，再下面一條空心三角形的線是把proteinase K的濃度調到了400 μg/ml，可以看到在60個小時之後，基本上降解完了。

最抖的一條是這個酵母裡面發現的這個酶在 0.8 μg/ml的濃度下，基本上40個小時後面就沒什麼聚乳酸了。

後面的圖B和圖C是酵母裡面發現的酶在 8 ng/ml（真的很低的濃度了）降解聚羧基乙酸內酯和聚丁二酸丁二醇酯的，最多也就三，四十個小時就把這兩個高聚物降解完了。

細讀這篇文獻其實還可以發現，對生物降解聚乳酸的研究，其實在1981年之前就開始了，對其他的塑料的研究應該也是有的，不是什麼很新的想法了。文章最末的引用文獻：

Williams, D. F. 1981. Enzymic hydrolysis of polylactic acid. Eng. Med. 10:5-7

雖然不是這個方向的，但是看了下，大概猜測一下為什麼沒有產業化的推廣，面臨的問題極有可能是傳統的塑料，或者大規模使用的塑料，很可能都是難以降解的高分子，幾篇文章說的生物降解的塑料都是什麼聚乳酸什麼的，之前的答案也說了，這種高聚物本身就容易降解。

再有，靠生產酶去降解塑料，終究是太貴了點，大規模的使用可能還是很大的問題。直接使用工程改造的活菌，可能又存在擴散，污染等等問題。

還有，生活中回收塑料製品，都是很多種的高聚物混合在一起的，而某種細菌的產物或者其本身可能只降解其中的一種。那麼，對各種塑料的識別，分揀就又是問題了。

再有，分解之後的產物也得無毒，無害，好處理才行，而我相信，微生物去處理塑料，絕對不是直接就給做成水和二氧化碳了。

另外，評論區里擔心的什麼塑料全被這種菌吃掉的可能應該也不太會發生，微生物要生存也是要很多的條件的，什麼氮源，碳源，氨基酸，溫度，濕度都得差不多才會大規模的繁殖的。降解塑料的，多是某種菌的副產物，並不是說細菌就是吃塑料生存的。

強答一發，有問題咱們再來討論。

下面是招懟的原答案：

前面我們隔壁做生物合成的組就做出來一個降解塑料的菌，連主要的用於降解塑料的那個蛋白結構都已經拿到了，只是不清楚最後的降解產物是什麼所以一直壓著沒法，也不知道現在怎麼樣了~

其實題主這個想法已經有很多人做，文獻資料也很多~只是不知道產業端是遇到了什麼問題，感覺一直沒什麼應用~

木質素剛剛出現時

地球上沒有生物可以將其降解

於是石油/煤/天然氣就產生了

主要常用的PE,PP塑料這些物質的化學鍵太過穩定了，所以難降解。要是能找到一類特定的催化劑（或者說酶），然後構建一種細菌或許可以降解這類塑料。

有的，女朋友他們實驗室就在研究一種降解聚乙烯的微生物。

並且也有很多研究已經報道過，有其他的降解塑料的菌了。

很多地方用塑料就是因為塑料怎麼放也不會發霉長毛啊。

倒是要反過來想。如果有高效的吃塑料的細菌，怎麼控制他們

比如木頭也是常用材料，也有吃木頭的蟲子。那就會要有個迫切的課題，怎麼防止木頭被啃掉。

本來沒有愛吃塑料的蟲，非得培養一批。然後以後要擔心家裡衣服，電器，汽車配件，油漆，好多好多東西會不會招蟲被吃掉。

想想就怕！

大分子降解是很有難度的，因為酶的特性只能作用於特定構象。拿澱粉水解來說，α澱粉酶只作用於直鏈/支鏈澱粉的α－1，4糖苷鍵，不同來源的α澱粉酶最終產物也不同。

而塑料是近代才出現的，自然界中基本不可能存在一種能夠分解所有塑料的菌。但若是某種特定塑料的話相關研究還是不少的，國內已經有團隊在利用麵包蟲腸道細菌來降解pe塑料了。

這個技術的難點其實就在找菌上。因為塑料不是一種方便分解的物質，細菌利用起來有難度，普遍需要一定的前處理(雖然這不一定是缺點)，而且分解速度也遠遠達不到要求，要做到實用還有很長一段路要走。

有的

http://www.bioon.com/3g/id/6679872/

塑料是很大的一類，有的塑料如聚乳酸之類的本身就容易降解

應該會有的。全金屬狂潮校園篇裡面有一集出現了分解衣服的細菌