倘若某一天，我們生活中的塑料突然消失，世界會變成什么樣？

從日常生活的秩序崩塌，到工業(yè)生產的停滯、醫(yī)療急救的困境，再到糧食安全受脅、產業(yè)鏈集體停擺——人類社會與全球經濟將瞬間陷入一場系統(tǒng)性混亂。

畢竟，塑料早已經滲透進我們生活中的每一個角落，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)的正常運轉和人類健康。

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

塑料的“白色困境”：它們?yōu)楹坞y纏？

雖統(tǒng)稱為塑料，但其本質是一系列高分子材料的集合。比如常用作飲料瓶的聚對苯二甲酸乙二醇酯（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）、生產購物袋與水桶的聚乙烯（PE）等。

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

研究數據顯示，聚氨酯（PU）約占城市塑料垃圾的5%左右，而聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）更是占據全球固體垃圾的12%。這些塑料在自然環(huán)境中可能需要數十年甚至數百年才能分解。在這漫長的降解過程中，它們不僅會破壞土壤結構、污染水源，還可能被生物誤食，導致生物死亡或健康受損（參考文獻[1,2]）。

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

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！真菌是一個極其龐大的類群，據估計，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：中國科學院微生物研究所

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物獲取能量（參考文獻[1]）。在自然界中，枯枝落葉、動物殘骸等有機物質，大多依靠真菌的“消化”作用，才能轉化為無機物回歸土壤，完成生態(tài)循環(huán)。

更值得關注的是，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)定的化學鍵，從而加速塑料聚合物的降解。

真菌新發(fā)現(xiàn)：一種真菌，

竟能“吞噬”多種塑料！

中國科學院昆明植物研究所的研究團隊，從土壤-植物系統(tǒng)中篩選出一種名為Fusarium vanettenii的真菌。實驗表明，這種真菌能同時降解聚氨酯（PU）和聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）兩種塑料。

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

F.vanettenii真菌作用90天發(fā)生生物降解的PU薄膜和PET薄膜丨參考文獻[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也發(fā)現(xiàn)，塑料中的亞甲基、羰基等關鍵化學鍵發(fā)生斷裂，直接證明塑料的分子結構被分解（參考文獻[4]）。此外，液體基礎培養(yǎng)期試驗也取得了相似結果，表明該真菌在固相和液相環(huán)境中都能促進塑料的降解。

降解表面的掃描電子顯微鏡（SEM）觀察結果丨[4]

研究還發(fā)現(xiàn)，在降解過程中，F(xiàn)usarium vanettenii會大量分泌脂肪酶、角質酶和漆酶。在這些酶的協(xié)同作用下，塑料聚合物會被分解成小分子化合物，比如PU會被分解為丙二醇、己酸等，PET會被分解為對苯二甲酸、鄰苯二酚等。之后，真菌還能進一步吸收這些小分子，通過自身代謝將其轉化為生長所需的能量，真正實現(xiàn)“變廢為寶”。

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，我們日常食用的蘑菇也展現(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）為對象展開了實驗。

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[1]）。

實驗還進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，無論是生物量增長幅度還是漆酶活性強度，都證明它是降解聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）的優(yōu)質候選菌種。

回到最初的問題：蘑菇能否破解地球的塑料危機？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，并結合多種治理技術協(xié)同努力。

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

參考文獻

[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

作者：張應超

監(jiān)制：中國科普博覽

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