प्लास्टिकचे विघटन करणारी बुरशी: सावित्रीबाई फुले पुणे विद्यापीठात झाले एक आशादायी संशोधन

आपल्याला खराब वाटणारी बुरशी (Fungi) परिसंस्थेच्या संतुलनामध्ये मात्र महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. ते पृथ्वीवरील बहुतेक अधिवासांमध्ये (habitats) वसाहत करतात, व त्यांना अंधार आणि दमट परिस्थिती अधिक आवडते. शेवाळ (algae) सारख्या प्रकाशसंश्लेषण करणाऱ्या सजीवांसोबत यशस्वी सहजीवनामुळे (symbiosis) ते लायकेन्स (lichens) तयार करतात आणि टुंड्रा (tundra) सारख्या प्रतिकूल वातावरणातही वाढू शकतात. मोठे प्राणी किंवा उंच झाडे जसे सहज दिसतात, तशी बुरशी स्पष्टपणे दिसत नाही. तरीसुद्धा, जीवाणूंप्रमाणे ते निसर्गाचे प्रमुख विघटन करणारे जीव (decomposers) आहेत. त्यांच्या बहुमुखी चयापचयामुळे (versatile metabolism), बुरशी सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन करतात, जे अन्यथा पुनर्चक्रित झाले नसते.

सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन करणाऱ्या सजीवांव्यतिरिक्त अन्नसाखळी (food web) अपूर्ण राहील. नायट्रोजन आणि फॉस्फरस सारखे काही घटक जैविक प्रणालींना मोठ्या प्रमाणात आवश्यक असतात, तरीही ते पर्यावरणात मुबलक प्रमाणात उपलब्ध नसतात. बुरशीच्या कार्यामुळे हे घटक कुजणाऱ्या पदार्थातून बाहेर पडतात, ज्यामुळे ते इतर सजीवांना उपलब्ध होतात. अनेक अधिवासांमध्ये कमी प्रमाणात असलेले ट्रेस घटक वाढीसाठी आवश्यक आहेत आणि जर बुरशी आणि जीवाणूंनी त्यांच्या चयापचय क्रियेद्वारे त्यांना पर्यावरणात परत केले नाही, तर ते कुजलेल्या सेंद्रिय पदार्थांमध्ये अडकून राहतील.

अनेक मोठे आणि विरघळण्यास कठीण असलेले रेणू विघटित करण्याची बुरशीची क्षमता त्यांच्या पोषण पद्धतीमुळे आहे. पोषक तत्वांचे पचन करण्यासाठी बुरशी विविध बहिर्-विकर (exoenzymes - बाहेर स्रवणारे विकर) तयार करते. ही विकरे एकतर आधारद्रव्यात (substrate) सोडली जातात किंवा बुरशीच्या पेशीभिंतीच्या (fungal cell wall) बाहेरील बाजूस बांधलेली राहतात. मोठे रेणू लहान रेणूंमध्ये तोडले जातात, जे पेशीच्या पडद्यामध्ये (cell membrane) बसवलेल्या प्रथिने वाहकांच्या प्रणालीद्वारे पेशीमध्ये वाहून नेले जातात. लहान रेणू आणि विकरांची हालचाल पाण्याच्या उपस्थितीवर अवलंबून असल्याने, त्यांच्या सक्रिय वाढीसाठी वातावरणात तुलनेने जास्त प्रमाणात ओलावा आवश्यक असतो.

सॅप्रोब्स (saprobes - मृत सजीवांवर जगणारे) म्हणून, बुरशी एकाच अधिवासाचा वापर करणाऱ्या प्राणी आणि वनस्पतींसाठी शाश्वत परिसंस्था राखण्यास मदत करतात. पर्यावरणात पोषक तत्वांचा साठा पुन्हा भरण्याव्यतिरिक्त, बुरशी इतर सजीवांसोबत थेट फायदेशीर आणि काहीवेळा नुकसानकारक मार्गांनी संवाद साधते.

बुरशी असे विकर स्रवतात, जे कार्बोहायड्रेट्स आणि प्रथिने यांसारख्या जटिल सेंद्रिय संयुगांना उर्जेच्या प्रकाशनासह सोप्या घटकांमध्ये तोडू शकतात. हे बुरशी विघटनकार त्यांच्या सॅप्रोबिक जीवाणू सोबत्यांसह, या पोषक तत्वांपैकी आणि ऊर्जेपैकी केवळ थोडे प्रमाण स्वतःच्या वापरासाठी शोषून घेतात. अशा प्रकारे, उर्वरित ऊर्जा आणि सामग्री आजूबाजूच्या माती, हवा आणि पाण्याद्वारे शोषली जाते. परिसंस्थेतील ही भूमिका मोठ्या समुदायामध्ये पोषक तत्वांचे पुनर्चक्रण करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहे. बुरशी आणि जीवाणूंच्या सहजीवन क्रियाकलापांशिवाय, मृत प्राणी आणि वनस्पतींमधील सर्व आवश्यक अजैविक पोषक तत्वे इतर सजीवांना वापरण्यासाठी अनुपलब्ध राहतील. जसे आपल्याला माहीत आहे, तसे जीवन अस्तित्वात राहणार नाही.

विघटनाचे मूलभूत महत्त्व, जुन्या वाढीच्या जंगलांच्या सुपीक मातीखालील मायसेलियमच्या (mycelium) विस्तृत स्वरूपाएवढेच विशाल आहे. तथापि, दुर्दैवाने, ही जुनी वाढीची जंगले आता मोजकीच उरली आहेत. जगाच्या विविध भागांमध्ये या प्राचीन परिसंस्थांचे दृढ संरक्षण केले नाही, तर बुरशीच्या अनेक गंभीर प्रजाती एका दशकात नष्ट होतील. हे आकलन कृती करण्याची थेट हाक आहे. आपण मृत्यूच्या प्रक्रियेचे रक्षण केले पाहिजे. आता पूर्वीपेक्षा जास्त, आपल्या बहु-मानवी समुदायाच्या पवित्र संतुलनाचे संरक्षण करण्याची आपली जबाबदारी आहे. आपण फर्सीच्या (Furci) योग्य सल्ल्याचे पालन केले पाहिजे, व गोष्टींना कुजू दिले पाहिजे.

अनेक बंदी घातलेल्या असूनही, टाकून दिलेल्या प्लॅस्टिकच्या पिशव्यांचे सर्वव्यापी अस्तित्व दुर्लक्ष करण्यासारखे नाही. या पॉलिथिन पिशव्यांमुळे पॅकेजिंगमध्ये मिळणाऱ्या सुविधेमुळे पॉलिथिनचे उत्पादन वाढले आहे, जे एकूण प्लॅस्टिक उत्पादनाच्या 35% आहे. परिणामी, प्लॅस्टिक कचऱ्यापैकी सुमारे 64% भाग याच पिशव्यांचा असतो, जो आपल्या जमिनीवर आणि महासागरांमध्ये जमा होतो. त्यामुळे अनेक प्राणी गुदमरून मरतात आणि आपली गटारे तुंबतात. सावित्रीबाई फुले पुणे विद्यापीठाच्या संशोधकांनी केलेल्या अलीकडील अभ्यासाच्या निष्कर्षांमुळे या प्लॅस्टिकच्या संकटावर नियंत्रण मिळवता येऊ शकते. संशोधकांनी पॉलिथिनचे विघटन करू शकणारा एक बुरशीचा स्ट्रेन ओळखला आहे.

पॉलिथिनचे विघटन करण्यासाठी अनेक प्रयत्न केले गेले आहेत, ज्यात गॅमा किरणांचा वापर करून विकिरण आणि क्रियाशील रसायनांसह उपचार यांचा समावेश आहे. तथापि, या पद्धतींमुळे विषारी अंतिम उत्पादने तयार होतात, ज्यामुळे समस्या अधिक गंभीर होते. याउलट, बायोडिग्रेडेशन (Biodegradation), म्हणजेच सूक्ष्मजीवांचा (microbes) वापर करून विघटन करणे, प्लॅस्टिक व्यवस्थापनासाठी एक पर्यावरणपूरक दृष्टिकोन मानला जातो. जगभरातील वैज्ञानिक पॉलिथिनचे विघटन करू शकणाऱ्या काही जीवाणू किंवा बुरशीच्या शोधात आहेत.

सध्याच्या अभ्यासात, संशोधकांनी अस्परजिलस टेरिअस (Aspergillus terreus) आणि अस्परजिलस सायडोवी (Aspergillus sydowii) या दोन बुरशीच्या स्ट्रेन्सची ओळख केली आहे, जे प्रयोगशाळेतील परिस्थितीत पॉलिथिनचे विघटन करू शकतात. संशोधकांनी भारताच्या पश्चिम किनारपट्टीवरील 12 विविध पर्यावरण-भौगोलिक ठिकाणांहून खारफुटीच्या मातीवर टाकलेल्या प्लॅस्टिकच्या ढिगाऱ्यांमध्ये आढळणाऱ्या सुमारे 109 बुरशीच्या स्ट्रेन्सचा शोध घेतला. त्यांनी पॉलिथिनचे विघटन करू शकणाऱ्या संभाव्य स्ट्रेन्सची ओळख करण्याचा प्रयत्न केला, आणि त्यापैकी अस्परजिलस टेरिअस आणि अस्परजिलस सायडोवी या दोन स्ट्रेन्सना प्रभावी बुरशी म्हणून निश्चित केले. जेव्हा त्यांनी प्रयोगशाळेत या दोन बुरशींना पॉलिथिनच्या पट्ट्यांवर वाढवले, तेव्हा संशोधकांनी पॉलिथिनच्या वजन, तन्य शक्ती (tensile strength) आणि लवचिकतेत (elongating nature) घट झाल्याचे पाहिले, जे विघटनाचे संकेत देतात. इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपखाली या पट्ट्यांच्या पृष्ठभागाचे निरीक्षण केल्यावर या बुरशीच्या कार्याची पुष्टी झाली.

पॉलिथिनचे विघटन करण्याच्या त्यांच्या नैसर्गिक क्षमतेव्यतिरिक्त, ज्या माध्यमात ते वाढतात, त्याचा पीएच (pH) आणि तापमान देखील या प्रक्रियेला चालना देण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावतात. सध्याच्या अभ्यासात, या परिस्थिती योग्य पातळीवर आणल्या गेल्या आणि संशोधकांनी पॉलिथिनच्या पट्ट्यांच्या एकूण वजनात सुमारे 50% पर्यंत घट साधली.

ज्या जगात दरवर्षी 9.2 अब्ज टन प्लॅस्टिकचे उत्पादन होते, त्यापैकी 6.9 अब्ज टन 'कचरा' म्हणून टाकून दिले जाते, अशा जगात यांसारख्या नवीन शोधांची आज खरी गरज आहे.

एकीकडे, जर्मनीतील लेबनिज इन्स्टिट्यूट ऑफ फ्रेशवॉटर इकोलॉजी (Leibniz Institute of Freshwater Ecology) येथील शास्त्रज्ञांना स्टेक्लीन सरोवरात (Lake Stechlin) असे आढळले की सूक्ष्म बुरशीचे (microfungi) अनेक स्ट्रेन्स कृत्रिम पॉलिमरवर (synthetic polymers) पूर्णपणे वाढू शकतात. ही बुरशी केवळ जिवंत नव्हती, तर कोणत्याही इतर कार्बन स्त्रोताशिवाय बायोमास (biomass) तयार करून वाढत होती. हे अनुकूलन जलीय वातावरणातील प्लॅस्टिकच्या विपुलतेला प्रतिसाद म्हणून उदयास आले असावे.

विशेष म्हणजे, अभ्यासलेल्या 18 बुरशीच्या स्ट्रेन्सपैकी चार स्ट्रेन्सने पॉलीयुरेथेन (polyurethane)—जे बांधकाम साहित्य आणि फोममध्ये वापरले जाणारे सामान्य प्लॅस्टिक आहे—यासाठी तीव्र भूक दर्शविली. तथापि, पॉलिथिन आणि टायर मायक्रोप्लॅस्टिक्स सारख्या कठीण प्लॅस्टिकवर ते कमी प्रभावी होते, कारण यांमध्ये धातूचे ऍडिटीव्ह (metal additives) असतात जे विघटनास अडथळा आणतात. हे निष्कर्ष सूचित करतात की बुरशी प्लॅस्टिक प्रदूषणाविरुद्धच्या लढ्यात एक अतिरिक्त साधन म्हणून, सध्याच्या पुनर्चक्रण पद्धतींना पूरक ठरू शकते, पण त्यांची जागा घेऊ शकत नाही.

संदर्भ 

1. https://tinyurl.com/4ktujtz6

2. https://tinyurl.com/mpp83xrd

3. https://tinyurl.com/y929c9mh

4. https://tinyurl.com/57x23yh3