塑料垃圾已扩散至全球偏远区域，从马里亚纳海沟海底到珠穆朗玛峰顶均有发现。尽管过去25年间科学界已识别出数百种具备塑料降解能力的微生物，相关过程通常仍较缓慢、往往需要较高温度，且不少微生物只能处理单一类型的塑料或化学物质。

在此背景下，将不同微生物组合成协作群落、通过分工互补提升降解效率，被视为应对塑料污染的一种思路。

德国研究人员近日报告称，他们发现了一种能够协同分解邻苯二甲酸酯（PAEs）的细菌群落。邻苯二甲酸酯是一类常见增塑剂，广泛用于建筑材料、食品包装和个人护理产品等。相关研究成果发表在《微生物学前沿》杂志。

通讯作者、莱比锡亥姆霍兹环境研究中心博士后Christian Eberlein表示，研究展示了多种细菌菌株协同降解多种邻苯二甲酸酯的过程。Eberlein团队参与亥姆霍兹可持续发展挑战项目FINEST，该项目旨在探索可持续循环经济的新方案。

生物反应器生物膜中筛得稳定群落

研究团队在实验室中将目光投向生物反应器聚氨酯管道表面的生物膜，并从中刮取样本进行培养。他们以邻苯二甲酸二乙酯（DEP）作为碳源和能量源进行富集培养，选择DEP是因为其常被用作邻苯二甲酸酯增塑剂研究的典型模型化合物。

经过多次转接培养后，团队获得了一个稳定的微生物群落。该群落可在最高888毫克/升的DEP浓度下生长，并在30摄氏度条件下于24小时内实现对DEP的完全分解。

DNA测序结果显示，该群落由三种细菌构成：两种分别属于假单胞菌属的Pseudomonas putida和Pseudomonas fluorescens群体，以及一种尚未明确鉴定的Microbacterium物种。

单菌难以降解，协同依赖“交叉摄食”

研究人员指出，上述细菌在单独存在时无法消化邻苯二甲酸酯，表明其降解能力依赖群落协同。进一步实验显示，这种协同与“交叉摄食”机制相关，即一种微生物释放代谢副产物，另一种微生物将其作为营养物质吸收，从而通过资源共享维持稳定且多样的群落结构。研究称，交叉摄食是自然微生物群落的基本特征，但此前尚未在塑料降解细菌体系中得到证实。

在该体系中，研究识别的关键中间产物包括单乙基邻苯二甲酸酯和邻苯二甲酸。蛋白质组学分析显示，分解这些化合物所需的酶属于科学界的新发现。

除DEP外，该细菌“联盟”还可分解邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丙酯和邻苯二甲酸二丁酯等多种常见邻苯二甲酸酯。研究作者在论文中表示，更广的底物范围提升了该群落在生物技术与环境应用中的潜在价值，因为其能够处理受污染环境中常见的多类邻苯二甲酸酯增塑剂。

后续将用实际废水样本评估去除能力

关于该群落降解能力的形成原因，Eberlein提出一种解释：初始反应可能依赖原本用于分解含酯键天然分子的既有酶类；而邻苯二甲酸酯在自然环境中的持续污染或带来进化压力，推动微生物进一步适应并发展出更专门、效率更高的酶。

研究同时指出，该群落目前尚不能处理邻苯二甲酸酯之外的其他塑料类型。例如，聚乙烯和聚丙烯主要由高度稳定的非酯键构成，自然酶难以作用。

亥姆霍兹环境研究中心高级科学家、该研究资深作者Hermann Heipieper表示，下一步将把这一新群落置于含微塑料的实际废水样本中测试，以评估其去除邻苯二甲酸酯的能力。他同时提到，将这些细菌引入受污染自然环境的“生物增效”做法，可能有助于降低现实环境中的邻苯二甲酸酯污染。