Während Sie diese Sätze lesen, landen ungefähr 15 Tonnen Plastik im Meer – eine Müllwagenladung pro Minute. Bis 2030 könnte sich die Zahl verdoppeln, schätzt das Weltwirtschaftsforum, bis 2050 vervierfachen. Schon jetzt werden 311 Millionen Tonnen Kunststoff jährlich produziert. In 20 Jahren soll es zweimal so viel sein.

Nur ein Bruchteil der daraus entstehenden Plastikabfälle wird recycelt. Das meiste landet auf Deponien, in Verbrennungsanlagen oder in der Umwelt. Das Plastik baut sich nicht selbst ab. Es dauert etwa 450 Jahre, bis eine PET-Flasche natürlich zerfällt – und selbst dann ist sie nicht weg, sondern noch in kleinsten Teilen vorhanden, dem Mikroplastik. Die Natur scheint aber eigene Wege zu suchen, um immerhin mit den PET-Massen fertig zu werden. Japanische Forscher haben ein Bakterium entdeckt, das in der Lage ist, diesen speziellen Kunststoff vollständig zu zersetzen (Science, Yoshida et al., 2016).

Um diese Bakterien zu finden, haben die Forscher tief im Müll gegraben: Aus einer Recyclinganlage holten sie 250 Proben, neben Plastikmüll auch Dreck, Schlamm und Abwasser. In einer Sedimentprobe fanden sie Ideonella sakaiensis, eine bisher unbekannte Bakterienart, die sich hauptsächlich von PET ernährt.

Die Organismen können den Stoff vollständig verstoffwechseln. Aus dem Müll können sie sogar noch Energie gewinnen. Im Detail läuft das so ab: Zunächst haftet sich das Bakterium an die raue Plastikoberfläche an und sondert ein erstes Enzym ab, die PETase. So entsteht das Zwischenprodukt Mono(2-hydroxyethyl)therephtalsäure, kurz MHET. Die Säure spalten die Bakterien mit dem zweiten Enzym, der MHETase, in zwei einzelne Stoffe: Ethylenglycol und Terephtalsäure. Diese nutzen die Bakterien dann zur Energiegewinnung. Am Ende bleiben nur Kohlenstoff und Wasser übrig.

6 Wochen für einen dünnen Streifen PET

Doch das dauert. Die Bakterien brauchen etwa 6 Wochen um sich durch einen tesafilmdicken Streifen PET zu fressen – zumindest bei ihrer Wohlfühltemperatur von 30 Grad Celsius. Wie lange sie bei niedrigen Temperaturen brauchen oder ob sie überhaupt in der Lage sind, etwa im kalten Wasser zu arbeiten, ist bisher noch unklar. 

"Trotzdem hat diese Entdeckung eine wichtige Bedeutung für das Recycling von PET", sagt Uwe Bornscheuer von der Universität Greifswald. Der Biochemiker war nicht an der Studie beteiligt, hat aber die Ergebnisse der Forscher für das Fachmagazin Science kommentiert. (Science, Bornscheuer, 2016) "Es wäre allerdings besser, wenn der Prozess eher gestoppt werden könnte", sagt er gegenüber ZEIT ONLINE. Etwa bevor Ideonella sakaiensis die Terephtalsäure abbaut. Die könnte dann wieder für die Produktion von PET genutzt werden. Terephtalsäure wird bislang aus Erdöl gewonnen.

Dennoch: "Dass die Forscher ein einzelnes Bakterium gefunden haben, dass diese Aufgabe allein verrichtet, ist eine kleine Sensation", sagt Bornscheuer. Denn oft arbeiten Bakterien in Verbänden. Das eine frisst die Hinterlassenschaften des anderen, bis am Ende nichts mehr übrig ist. Eine einzelne Bakterienart zu isolieren und auszuschließen, dass noch andere am Stoffwechselprozess beteiligt sind, sei sehr schwer, sagt der Forscher.

Die Wissenschaftler haben nach dem Fund auch gleich die Gene des Bakteriums aufgeschlüsselt. Nun wollen sie seinen speziellen Fähigkeiten auf die Spur kommen. Sie wissen zum Beispiel noch nicht, wie genau sich das Bakterium an das PET anheftet.

Das Bakterium hat sich schnell weiterentwickelt

Eines Tages wird es vielleicht auch möglich sein, die Verdauungsenzyme von Ideonella sakaiensis in einen anderen Organismus mit ähnlichen Fähigkeiten einzubauen, schätzt Bornscheuer. So ließen sich etwa Einzeller züchten, die PET schneller zersetzen. "Dafür ist aber noch einiges an Forschungsarbeit nötig."

PET kommt in der Natur nicht vor und wurde vor etwa 70 Jahren das erste Mal synthetisiert. Dass das Bakterium den Stoff jetzt zersetzen kann, zeigt laut Bornscheuer, dass es eine ziemlich schnelle Evolution vollzogen hat. Wie es das geschafft hat, ist aber noch unklar. Auch das erforschen die Wissenschaftler momentan.

"Weil dieses Bakterium sich so entwickelt hat, ist es denkbar, dass es weitere Organismen gibt, die auch andere Plastiksorten verdauen können", sagt der Biochemiker. Das sei vor allem für Stoffe denkbar, die ähnlich aufgebaut sind wie PET. Polyamide oder Polyactine etwa, die wie PET zu den Polyestern zählen. Schwieriger sei es dagegen, die chemisch schwerer spaltbaren Polystyrole oder PVC zu zersetzen. Beide zählen in Deutschland zu den am meisten produzierten Kunststoffen.

In der jetzigen Form ist es eher unwahrscheinlich, dass Ideonella sakaiensis das globale Müllproblem lösen kann. Weiterhin wird wohl die Hälfte der rund 56 Millionen Tonnen PET, die jährlich produziert werden, auf Deponien oder in der Umwelt landen. Vor allem um die Ozeane sorgen sich Umweltaktivisten, aber auch Wissenschaftler. Denn dort verteilt sich der Abfall unkontrollierbar in den Strömungen, in der Tiefsee. 150 Millionen Tonnen Plastikmüll treiben heute schätzungsweise schon in den Weltmeeren. Forscher fürchten, dass es 2050 in den Ozeanen mehr Plastik als Fische geben wird.