Fragmentation and depolymerization of conventional and biodegradable microplastics in Eisenia fetida and Eisenia andrei
Este estudio demuestra que, si bien el paso por el intestino de las lombrices de tierra *Eisenia* fragmenta y altera químicamente significativamente los microplásticos de polietileno, polibutileno y ácido poliláctico, el polímero biodegradable (PLA) causa la degradación química más severa y la mortalidad de las lombrices, lo que indica que no es necesariamente la opción más segura en suelos agrícolas durante periodos cortos de exposición.
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El suelo bajo nuestros pies es un mundo bullicioso de criaturas diminutas que remueven, comen y reciclan la materia orgánica, manteniendo la tierra fértil y viva. Entre estos trabajadores se encuentran las lombrices de tierra, a menudo llamadas los ingenieros del ecosistema, porque mueven vastas cantidades de suelo a través de sus cuerpos. Durante décadas, los científicos se han preocupado por cómo la contaminación por plásticos afecta a estos animales, centrándose principalmente en cómo el plástico daña a las lombrices. Pero ha surgido una pregunta más nueva y compleja: ¿qué le sucede al plástico en sí cuando pasa a través de una lombriz? Los plásticos no son solo trozos inertes de basura; son largas cadenas de moléculas que pueden fragmentarse. Cuando una lombriz come un trozo de plástico, el ambiente hostil dentro de su intestino podría trocear el plástico en piezas más pequeñas o incluso alterar químicamente su estructura. Este proceso es crítico porque, si el plástico se descompone en fragmentos invisibles o sustancias químicas tóxicas, podría volverse más peligroso para el suelo y las criaturas que viven en él, en lugar de menos peligroso.
Un equipo de investigadores se propuso observar este proceso en tiempo real, utilizando dos tipos comunes de lombrices de tierra que se encuentran en el compost: Eisenia fetida y Eisenia andrei. Querían ver qué sucede cuando las lombrices comen tres tipos diferentes de microplásticos: partículas diminutas más pequeñas que una uña. Dos de estos plásticos eran los tipos tradicionales, basados en petróleo, que se sabe que son muy resistentes y difíciles de descomponer: el polietileno, el material utilizado en muchas bolsas de plástico, y el polibutileno. El tercero era el ácido poliláctico, un plástico hecho de almidón de plantas que se comercializa como biodegradable, lo que significa que se supone que se descompone naturalmente en el medio ambiente. Los científicos colocaron las lombrices en recipientes con compost mezclado con estos plásticos y las observaron durante 35 días. Después, extrajeron cuidadosamente las lombrices y recuperaron las partículas de plástico que habían pasado por sus sistemas digestivos para medir exactamente cuánto había cambiado el plástico.
Los resultados revelaron una historia sorprendente sobre cómo se comportan diferentes plásticos dentro de un ser vivo. Primero, las lombrices rompieron todos los plásticos en trozos más pequeños. En promedio, las partículas que las lombrices excretaron eran aproximadamente un 58 por ciento más pequeñas que las que habían comido. Sin embargo, el tipo de plástico importaba mucho. El plástico biodegradable, el ácido poliláctico, fue el que más se descompuso, seguido del polibutileno, mientras que el tradicional polietileno fue el que menos cambió. Esta ruptura física era solo la mitad de la historia. Cuando los investigadores examinaron la estructura química de los plásticos utilizando un escáner especial basado en luz, descubrieron que el plástico biodegradable también había sufrido el mayor daño químico. Sus cadenas moleculares habían sido partidas o cortadas de forma mucho más severa que las cadenas de los otros dos plásticos. De hecho, el cambio químico fue tan distintivo que los investigadores pudieron identificar exactamente qué plástico había comido la lombriz simplemente observando la firma química de los restos.
Quizás el hallazgo más impactante fue cómo esta degradación afectó a las propias lombrices. Contrario a la esperanza de que los plásticos biodegradables sean más seguros para la naturaleza, las lombrices que comieron el plástico biodegradable tuvieron las tasas de mortalidad más altas. La tasa de mortalidad de las lombrices que comieron el plástico de origen vegetal fue significفativamente mayor que la de aquellas que comieron los plásticos derivados del petróleo. Los investigadores encontraron que una especie de lombriz, Eisenia fetida, era generalmente más sensible a los plásticos que la otra, pero esta diferencia se hacía mucho mayor cuando las lombrices comían los plásticos que se descomponían más rápido. Cuanto más se degradaba el plástico químicamente dentro de la lombriz, más probable era que la lombriz muriera. Esto sugiere que el proceso de descomposición del plástico libera algo —quizás pequeños fragmentos químicos o subproductos— que es perjudicial para la salud de la lombriz. Los plásticos tradicionales y resistentes causaron menos cambios químicos y resultaron en menos muertes, mientras que el plástico "verde", que supuestamente era la opción más segura, causó la mayor disrupción física y química, y la mayor mortalidad.
El estudio también utilizó modelos informáticos para ver si podían predecir estos resultados basándose en los datos recolectados. Las computadoras fueron muy buenas prediciendo los cambios químicos en el plástico, confirmando que el tipo de plástico era el principal factor determinante de lo que sucedía. Sin embargo, las computadoras tuvieron dificultades para predecir cuánto se reduciría físicamente el tamaño del plástico. Esto sugiere que, si bien la descomposición química es un resultado directo del material del plástico, el troceado físico del plástico dentro de la lombriz es un proceso caótico, que probablemente depende de factores aleatorios como cómo se movía el plástico a través del intestino o qué tan fuerte era presionado. Esta distinción es importante porque significa que saber simplemente que un plástico es biodegradable no garantiza que será inofensivo a corto plazo.
En última instancia, esta investigación desafía la idea simple de que los plásticos biodegradables son automáticamente mejores para la vida del suelo. Durante el periodo de 35 días del experimento, el plástico biodegradable no fue la opción más benigna; se descompuso más rápido y mató a más lombrices. El estudio indica que las etapas intermedias de la biodegradación, donde el plástico se está desintegrando pero aún no ha desaparecido, podrían ser en realidad un periodo de alto riesgo para las criaturas del suelo. Si bien estos plásticos pueden desaparecer eventualmente tras periodos prolongados, el proceso de su descomposición en el intestino de un ingeniero del suelo puede liberar efectos perjudiciales que los plásticos tradicionales, no biodegradables, no causan de la misma manera. Los hallazgos sugieren que debemos mirar más allá de si un plástico puede eventualmente descomponerse y considerar qué sucede con el suelo y sus habitantes mientras se lleva a cabo dicha descomposición.
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