Il verme Olavius algarvensis ha perso bocca e intestino ma possiede un enzima che degrada i PHA

C’è un verme che ha rinunciato a bocca e intestino, eppure possiede un enzima capace di degradare le plastiche “biodegradabili”. Due mesi dopo la pubblicazione dello studio su Nature Ecology & Evolution, quel paradosso continua a pesare sulle promesse del settore.

Il verme senza bocca che smonta le bioplastiche

Il verme è l’Olavius algarvensis, un animale marino che i ricercatori del Max Planck Institute for Marine Microbiology studiano da anni. Come spiegava Nicole Dubilier, nel corso dell’evoluzione ha perso l’intero apparato digerente, bocca e intestino compresi, e si nutre soltanto attraverso i suoi simbionti batterici. Quei batteri usano l’energia del monossido di carbonio e dell’acido solfidrico per fissare l’anidride carbonica in carboidrati, in modo simile alle piante ma senza luce solare. Eppure, proprio in questo animale senza bocca, gli scienziati hanno identificato una PHAD — poliidrossialcanoato depolimerasi — che degrada i sPHA in monomeri di idrossialcanoato. Saggi enzimatici e spettrometria di massa lo hanno confermato. Gli sPHA sono poliidrossialcanoati a catena corta, prodotti dai microrganismi quando accumulano carbonio in eccesso.

Il paradosso non si ferma qui. Nel simbionte dominante di O. algarvensis i sPHA rappresentano fino al 42% delle riserve di carbonio cellulare. In altre parole, il verme smonta e rimette in circolo una molecola che l’industria delle bioplastiche presenta come materiale di imballaggio destinato a degradarsi solo in condizioni controllate. Ma quanto è davvero sotto controllo un processo che un animale senza bocca esegue già da solo?

Non è un caso isolato: numeri che dovrebbero preoccupare

La risposta arriva dai dati: non è solo questo verme. Lo studio ha identificato PHAD in più di 66 specie animali con intestino, appartenenti a nove phyla, e in 19 specie di protisti di tre grandi supergruppi. Una diffusione così ampia spinge gli autori a ipotizzare che l’ultimo antenato comune dei metazoi possedesse già questi enzimi. Detto altrimenti, la capacità di degradare i PHA è antica almeno quanto gli animali stessi, non un adattamento recente a un pianeta invaso dalla plastica.

I numeri sulla diffusione naturale dei sPHA sono altrettanto scomodi. All’interno dei microorganismi questi polimeri si accumulano come granuli intracellulari e possono arrivare fino al 90% del peso secco. Nei suoli, le concentrazioni riportate sono nell’intervallo di 1,2–4,3 microgrammi di carbonio per grammo. E i PHA microbici, spiega il Max Planck Institute di Brema, si trovano naturalmente in suoli, sedimenti e ambienti acquatici di tutto il mondo: sono tra le poche plastiche naturali completamente biodegradabili.

La degradazione dei PHA, in realtà, non è una scoperta di quest’anno. Già nel 2017, come riportato da Ray and Kalia, il processo dipende fortemente dall’attività microbica, con batteri e funghi specializzati che producono depolimerasi extracellulari per idrolizzare i polimeri in monomeri e oligomeri, poi utilizzabili come fonte di carbonio. La novità dello studio pubblicato ad agosto è aver mostrato che quegli enzimi non stanno solo nei microorganismi del suolo, ma anche nel corredo genetico di animali che non hanno più un apparato digerente.

Il mercato cresce, ma la natura ha già gli enzimi

Mentre la scienza descrive un sistema di degradazione ubiquo, l’industria promette di aumentare la capacità produttiva. European Bioplastics stima che le capacità produttive di polimeri biobased e biodegradabili come PHA e PLA continueranno ad aumentare in modo significativo nei prossimi cinque anni. Per il PHA in particolare — il polimero che proprio quel verme senza bocca degrada — i dati di settore indicano una crescita attesa della capacità produttiva. Con quali risorse e con che tempi, però, le stime non lo dicono.

Una stima di settore, del resto, non è un impegno vincolante: è un’aspettativa, costruita su ordini e investimenti previsti. Chi produce imballaggi in PHA promette degradazione in condizioni note e smaltimento controllato; ma se lo stesso polimero viene idrolizzato da enzimi presenti in nove phyla animali e in ambienti acquatici di tutto il mondo, il controllo è già sfuggito di mano. La domanda non è più se la bioplastica si degrada, ma chi pensa di governare un processo che esiste da prima di noi.

Se la natura già degrada i PHA ovunque, la promessa di biodegradabilità controllata potrebbe rivelarsi un’illusione: la vera partita sarà governare un processo che non dipende da noi.