倘若某一天，我們生活中的塑料突然消失，世界會(huì)變成什么樣？

從日常生活的秩序崩塌，到工業(yè)生產(chǎn)的停滯、醫(yī)療急救的困境，再到糧食安全受脅、產(chǎn)業(yè)鏈集體停擺——人類社會(huì)與全球經(jīng)濟(jì)將瞬間陷入一場(chǎng)系統(tǒng)性混亂。

畢竟，塑料早已經(jīng)滲透進(jìn)我們生活中的每一個(gè)角落，為我們帶來了巨大便利。然而，它也悄然成為全球環(huán)境治理的一大難題，持續(xù)威脅著生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和人類健康。

面對(duì)這個(gè)棘手問題，看似不起眼的蘑菇（真菌），正憑借其獨(dú)特的生理特性，成為破解塑料污染的黑馬。今天，就讓我們跟著科學(xué)家的研究，一探真菌在降解塑料方面的非凡潛力！

Part.1

塑料的“白色困境”：它們?yōu)楹坞y纏？

雖統(tǒng)稱為塑料，但其本質(zhì)是一系列高分子材料的集合。比如常用作飲料瓶的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）、用于家居用品與涂料的聚氨酯（PU）、制作一次性泡沫飯盒的聚苯乙烯（PS）、生產(chǎn)購(gòu)物袋與水桶的聚乙烯（PE）等。

這些塑料因化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、抗降解能力強(qiáng)，成為環(huán)境中難以清除的“頑固分子”。

研究數(shù)據(jù)顯示，聚氨酯（PU）約占城市塑料垃圾的5%左右，而聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）更是占據(jù)全球固體垃圾的12%。這些塑料在自然環(huán)境中可能需要數(shù)十年甚至數(shù)百年才能分解。在這漫長(zhǎng)的降解過程中，它們不僅會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)、污染水源，還可能被生物誤食，導(dǎo)致生物死亡或健康受損（參考文獻(xiàn)[1,2]）。

傳統(tǒng)的塑料處理方式效果有限，且副作用明顯：焚燒會(huì)產(chǎn)生有毒氣體并加劇空氣污染，填埋則會(huì)占用土地，還可能污染地下水（參考文獻(xiàn)[3]）。面對(duì)這一困境，科學(xué)家將目光投向了自然界中的“分解高手”——真菌。

Part.2

真菌：自然界的“分解專家”

提到真菌，如果你只想到香菇、草菇、杏鮑菇、松茸、平菇、牛肝菌等食用菌，那可就太小瞧他們了！真菌是一個(gè)極其龐大的類群，據(jù)估計(jì)，地球上真菌有150萬到600萬種，而目前已被描述的真菌僅有12萬余種，即便算上那些“吃完一起躺板板”的有毒種類，這些能吃或不能吃的常見真菌，也僅僅是龐大真菌家族中的極小部分。

圖片來源：中國(guó)科學(xué)院微生物研究所

真菌沒有葉綠素，無法像植物一樣通過光合作用制造養(yǎng)分，而是靠分泌酶類分解外界有機(jī)物獲取能量（參考文獻(xiàn)[1]）。在自然界中，枯枝落葉、動(dòng)物殘骸等有機(jī)物質(zhì)，大多依靠真菌的“消化”作用，才能轉(zhuǎn)化為無機(jī)物回歸土壤，完成生態(tài)循環(huán)。

更值得關(guān)注的是，部分真菌能分泌多種特殊酶類，這些酶能切斷化合物中穩(wěn)定的化學(xué)鍵，從而加速塑料聚合物的降解。

Part.3

真菌新發(fā)現(xiàn)：一種真菌，竟能“吞噬”多種塑料！

中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所的研究團(tuán)隊(duì)，從土壤-植物系統(tǒng)中篩選出一種名為Fusarium vanettenii的真菌。實(shí)驗(yàn)表明，這種真菌能同時(shí)降解聚氨酯（PU）和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）兩種塑料。

在培養(yǎng)的七天內(nèi)，該真菌可快速生長(zhǎng)定殖并讓薄膜褪色；培養(yǎng)90天后，兩種塑料的結(jié)構(gòu)完整性和拉伸性能均明顯減弱——其中PU薄膜質(zhì)量減少了19.7%，PET薄膜質(zhì)量減少了6.63%。

F.vanettenii真菌作用90天發(fā)生生物降解的PU薄膜和PET薄膜（圖片來源：參考文獻(xiàn)[4]）

通過掃描電鏡（SEM）觀察，可清晰看到塑料表面被真菌的菌絲侵蝕，出現(xiàn)大量裂縫和孔洞；傅里葉變換紅外光譜檢測(cè)也發(fā)現(xiàn)，塑料中的亞甲基、羰基等關(guān)鍵化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，直接證明塑料的分子結(jié)構(gòu)被分解（參考文獻(xiàn)[4]）。此外，液體基礎(chǔ)培養(yǎng)期試驗(yàn)也取得了相似結(jié)果，表明該真菌在固相和液相環(huán)境中都能促進(jìn)塑料的降解。

降解表面的掃描電子顯微鏡（SEM）觀察結(jié)果（參考文獻(xiàn)[4]）

研究還發(fā)現(xiàn)，在降解過程中，F(xiàn)usarium vanettenii會(huì)大量分泌脂肪酶、角質(zhì)酶和漆酶。在這些酶的協(xié)同作用下，塑料聚合物會(huì)被分解成小分子化合物，比如PU會(huì)被分解為丙二醇、己酸等，PET會(huì)被分解為對(duì)苯二甲酸、鄰苯二酚等。之后，真菌還能進(jìn)一步吸收這些小分子，通過自身代謝將其轉(zhuǎn)化為生長(zhǎng)所需的能量，真正實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”。

Part.4

餐桌上的“環(huán)保英雄”：你吃的蘑菇也能降解塑料？

除了上述篩選出的特殊真菌，我們?nèi)粘Ｊ秤玫哪⒐揭舱宫F(xiàn)出一定的塑料降解能力。研究人員以平菇（Pleurotus ostreatus）鮑魚菇（P.abalones）和雙孢蘑菇（Agaricus bisporus）為對(duì)象展開了實(shí)驗(yàn)。

在以聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）為唯一碳源的培養(yǎng)基中培養(yǎng)這些蘑菇。7天后發(fā)現(xiàn)，這三種蘑菇的生物量均有明顯增加，且在雙孢蘑菇還檢測(cè)到了漆酶活性——生物量增加說明蘑菇利用塑料獲取了養(yǎng)分，漆酶活性則證明它通過分泌酶來分解塑料（參考文獻(xiàn)[1]）。

實(shí)驗(yàn)還進(jìn)一步確定了這些蘑菇降解塑料的適宜條件。由于不同種類的蘑菇具有不同的生長(zhǎng)特性，以雙孢蘑菇為例，在37℃、鹽濃度0.05 mol/L的環(huán)境中，它的生長(zhǎng)速度更快，漆酶活性更高，降解塑料的效率也更優(yōu)。在三種食用菌中，雙孢蘑菇的表現(xiàn)最為突出，無論是生物量增長(zhǎng)幅度還是漆酶活性強(qiáng)度，都證明它是降解聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）的優(yōu)質(zhì)候選菌種。

回到最初的問題：蘑菇能否破解地球的塑料危機(jī)？目前的答案是：它們提供了充滿希望的方向，但并非唯一的解決方案。真正告別“白色污染”，仍需從源頭減少塑料使用、完善回收體系，并結(jié)合多種治理技術(shù)協(xié)同努力。

目前，關(guān)于真菌降解塑料的研究仍在推進(jìn)。從發(fā)現(xiàn)食用蘑菇的降解潛力，到篩選出能同時(shí)降解對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚氨酯（PU）的Fusarium vanettenii菌種?？茖W(xué)家們正在為混合塑料廢棄物的生物處理技術(shù)提供新的菌種資源和理論依據(jù)——或許未來某天，我們真能靠這些小小的“蘑菇工程師”，還地球一個(gè)沒有塑料污染的清新環(huán)境。

參考文獻(xiàn):

[1] ONG G H, LUM H W, QIN D D, et.al. The growth and laccase activity of edible mushrooms involved in plastics degradation[J]. Current Topics in Toxicology, 2019, 15: 57-62.

[2] IQBAL S, XU J, SALEEM ARIF M, et.al. Could soil microplastic pollution exacerbate climate change? A meta-analysis of greenhouse gas emissions and global warming potential[J/OL]. Environmental Research, 2024, 252: 118945. DOI:10.1016/j.envres.2024.118945.

[3] YU X, ZHANG Y, CHEN S, et.al. Study on the degradation efficiency and mechanism of polystyrene microplastics by five kinds of edible fungi[J/OL]. Journal of Hazardous Materials, 2025, 492: 138165. DOI:10.1016/j.jhazmat.2025.138165.

[4] OKAL E J, WU Y, IQBAL S, et.al. Elucidation of the biodegradation pathways of polyurethane and polyethylene terephthalate by a Fusarium strain enriched from soil-plant systems[J/OL]. Bioresource Technology, 2025, 437: 133184. DOI:10.1016/j.biortech.2025.133184.

出品：科普中國(guó)

作者：張應(yīng)超

監(jiān)制：中國(guó)科普博覽

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