如果有一个存在了上亿年的垃圾堆，会进化出吃塑料的生物吗? 第1页

不需要假设。自然界有产生聚羟基烷酸酯塑料的细菌，包括人在内的许多生物可以分解这类塑料。分解人工塑料的能力也很常见：

• 黄粉虫可以食用聚苯乙烯，其肠道微生物包括可以分解聚苯乙烯的微小杆菌 YT2，实验证明以聚苯乙烯泡沫塑料作为唯一碳源的 3 到 4 龄黄粉虫幼虫可以存活并发育为成虫^[1][2]；
• 印度谷螟幼虫、船蛆等多种动物可以食用聚乙烯，其肠道微生物包括可以分解聚乙烯的一些肠杆菌和一些芽孢杆菌等。
• 还有上百万种昆虫与软体动物等着你去做实验。

你可以自己买点黄粉虫试试看它们能不能吃别的塑料。注意它的牙口不是特别好，硬塑料可能要预先粉碎才能吞下去。

1925 年，法国巴斯德研究所的微生物学家 Maurice Lemoigne 从巨大芽孢杆菌中分离出聚羟基丁酸酯。这种塑料无毒、不溶于水、允许氧气通过，聚 4-羟基丁酸酯做成的手术缝合线、医用薄膜、医用织物等可以被人体吸收^[3][4]。重组发酵或转入细菌基因的转基因植物可以量产聚羟基丁酸酯。

显然，本题目有个经典的误会：以为“先有塑料，才能有吃塑料的生物”。

没有人工塑料，也能演化出可以吃人工塑料的生物。那些生物自己都不知道自己能吃人工塑料，直到人工塑料诞生在世上并和它们相遇。

参考

1. ^ https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.10.117
2. ^ Ubiquity of polystyrene digestion and biodegradation within yellow mealworms, larvae of Tenebrio molitor Linnaeus (Coleoptera: Tenebrionidae) Shan, M. H., Yang, S., Wu, W-M., Fan, H-Q., Brandon, A. M., Receveur, J., Li, Y., Fan, R., Wang, Z-Y., Gao, SH., McClellan, R., Daliang, N., Phillips, D., Wang, H., Peng, B-Y., Li, P., Cai, S-Y., Ding, L-Y., Cai, W-W., ... Criddle, C. (2018). Ubiquity of polystyrene digestion and biodegradation within yellow mealworms, larvae of Tenebrio molitor Linnaeus (Coleoptera: Tenebrionidae). Chemosphere, 262-272. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.08.078
3. ^ https://doi.org/10.1016%2FB978-0-12-396983-5.00001-6
4. ^ https://www.tepha.com/technology/overview/

回答这个问题，真的不如向历史要答案，我要说的是数亿年的生物进化史

当今非常火的“碳达峰”和“碳中和”概念是人类为控制化石燃料使用、控制碳排放，以对抗全球升温而提出的。但大概三亿年前，全球却在经历一轮恐怖的负碳排进程，氧气浓度越来越高、大气碳元素越来越少，自养生物面临灭顶之灾，而随后多米诺骨牌效应之下整个食物链都会陷入崩溃。

造成这种大气二氧化碳耗竭的原因是高大植物的出现

自从约5亿年前藻类植物登陆以后，一开始大家都相安无事，尽可能铺展开占领光秃秃的陆地，贪婪地吸纳阳光的能量。

但后来藻类植物能够征服的陆地越来越有限，全部铺满以后大家就开始卷起来了——看谁长得高。长得高大不仅自己能晒到太阳，还能让个子矮的竞争对手照不到阳光，最后连地盘都让给自己。所以当时的植物就开始卷起来了，一个比一个高。

而让这些植物越长越高的东西就是一种叫做木质素的天然生物聚合物。

它的分子结构是千变万化的，但基本上万变不离其宗——由三种典型的酚类单体聚合而成的大型高分子聚合物。我们现在日常生活中常见的几种可以称为“塑料”的合成有机物也是一些单体的重复聚合产物，如聚乙烯（PE）：

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）：

聚氨酯（PU）：

这些聚合物都有一个特点——致密、强度大，可以用来做支撑材料。当时能够合成木质素的植物就率先长高了，成为了植物进化竞赛的赢家。

然而木质素这种“生物塑料”一方面能够让植物从矮小的苔藓变成雄伟的乔木，但另一方面，当时的地球上并没有能够将其分解的任何一种生物。其直接结果就是大量乔木死亡以后尸体相互枕藉堆积，大气中的碳元素被囚禁在植物尸体之中，无法变成二氧化碳回到大气中去，地球碳循环有被打断的危险。这些高大的植物尸体在有些地区堆积了近亿年，在地质运动中被深埋入地下，最终形成了今日的煤炭。而这个地质时期就因为丰富的煤层而被命名为——石炭纪。

如果大气中的二氧化碳进一步减少，地球生物又要面临一波大灭绝。

但事情的转机还是不经意间到来了——微生物

石炭纪的尾声，一种真菌异军突起，迎来了巨大的繁荣，只因为他们演化出了一种能够分解木质素的酶。而随着这种真菌的快速扩张，堆积了近亿年的植物尸体终于得以被分解，而这些小到肉眼看不见的生命夜以继日地大快朵颐，挽救了大多数地球生命的同时，也为石炭纪这个地质时代画上了句号。

其实如果今天我把一种木质素的分子结构丢给你，只要你有一些有机化学知识，就知道这种东西大致是有一定结构强度和韧性的，如果你不知道什么是木质素，大概率会以为它是一种新型塑料。或许你也会认为它不可能被生物分解利用。

类似的，淀粉、纤维素、胶原蛋白这些生物聚合物大分子，其实从分子结构上看也有点类似于塑料，但生物界中都有与之相对应的水解酶和可以吃它们的微生物。

塑料的分解者已经应运而生

正如看似铁板一块坚不可摧的木质素被真菌降服，人类合成的很多种塑料都出现了能够将其分解利用的生物。比如2014年，有学者在一种虫子（Waxmorm）的肠道菌群中发现了能够分解PE塑料的细菌^[1]。

另外，2015年还有其他学者发现了能够啃食聚苯乙烯塑料泡沫的粉虱虫^[2]，同样在这种虫子的肠道中分离出可以分解聚苯乙烯塑料的微生物。

所以，不需要像解决木质素危机那样花费8000万年的时间，也不要像题主设想的上亿年时间。自从1922年英国人合成出最早的PE，1930年德国人合成出聚苯乙烯，这才仅仅过了一百年而已，能吃这些塑料的细菌就已经产生了。这几乎是一代人的时间见证的生物进化。

目前能够吃塑料的生物已经找到了，但是人类的塑料垃圾中不仅塑料类型很复杂，而且很少有像聚乙烯塑料袋那样对虫子非常友好的柔软轻薄类型。所以未来生物处理塑料垃圾可能还有很远的路要走。比如将塑料粉碎成虫子可以吃的微小颗粒，同时也增大了其比表面积，有利于微生物的分解利用。

或许今日让我们焦虑的“微塑料危机”将会迎来新的转机——海洋中可能也会出现可以分解塑料的微生物。

参考

1. ^ Jun, Yang, Yu, et al. Evidence of Polyethylene Biodegradation by Bacterial Strains from the Guts of Plastic-Eating Waxworms[J]. Environmental Science & Technology, 2014.
2. ^ Yang Y , Yang J , Wu W M , et al. Biodegradation and Mineralization of Polystyrene by Plastic-Eating Mealworms: Part 2. Role of Gut Microorganisms[J]. Environmental Science & Technology, 2015, 49(20):12087-12093.

1977年，东太平洋的一个深海火山口被美国的生物学家和地质学家在一次探险中发现。这是史上第一座被人们发现的深海火山，位于海平面2500米以下。更令生物学家们感到不可思议的是，海底火山口周边竟然有生物。人们曾一度认为，生物一般生存在温度低于55℃的环境里，若超出这个范围，很难有生物体存在的。可是经科学家们探测后发现，火山口附近的水温高达350℃，然而，这附近却是一派生机勃勃。这里有蟹、虾、孔线虫、巨蛤及一些其他未知的海底生物，甚至还有章鱼。

这一发现让科学家们感到惊讶，他们没想到这些生物会在如此恶劣的环境中茁壮成长。这些生物是如何在黑暗及极其恶劣的环境中生存下来的？这里没有植物可以生长，那么这个生物圈的食物链是怎么形成的呢？然而，经科学家们研究和分析，发现了一条有趣的食物链。火山口附近生活着许多氧化硫杆菌，它们耐热且以火山口流出的硫化氢为食，它们成为了高级浮游生物的佳肴。虾、蟹和蛤以浮游生物为食，食物链顶端的章鱼吃虾。因此，即使没有阳光和植物，这些生物也能很好地生存。

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1，纯水的最高沸点是374摄氏度。但海里有盐，海底温度确实可以达到400℃。所以350℃不是瞎编的。

2、如果不是必须规定是水，超临界的海水当然也可以达到上千摄氏度。当然热流要上升就是了。

3，生物不是在350℃的水里生活。是附近。附近。附近。附近。个别细菌能在100摄氏度以上生活，甚至可以达到250℃。虾蟹就算了，早煮熟了，盐都不用放。

不过它们不傻，周围有“凉水”（100℃以下），干嘛去煮熟自己的地方？

4，重点是，不靠阳光，只靠火山里喷出的无机物，就能形成生物群落。

5，所以，垃圾场，一亿年，吃塑料的生物，完全可以进化出来。

6，进而推断，只要有合适的能量来源，生物都可能产生。这个来源可能是光，可能是硫化氢，可能是塑料，当然也可能是电流，宇宙射线，中子星的电磁脉冲。不过就是脑洞洞大了一点。

7、比如说，某星球快速自转，他的母星有强度合适的磁场。

突然有一天，一个硅基细菌状的小东西竖起了它小小的鞭毛。

它竟然切割了磁感线，发出了电流。

于是一发不可收拾。万物繁荣起来。

一亿年后的某天，小硅同学放学归来，帮家里收硅棒子。硅棒子叶黑油油的，像一根根天线，棒子种子像一个一个的纽扣电池。

没有阳光。对，这里的太阳不发光，只有静静的磁场。

小硅打开额头上的24k氪金硅眼，发出了柔和的光芒。

小硅开始掰棒子。

有点饿了。小硅额头上的硅眼不太亮了。

小硅连忙啃了半根玉米棒子。不得不说，这根棒子能量很高，颗颗磷酸铁锂饱满，似乎里面的电子特别香甜。

小硅偷眼看了看旁边的爸爸老硅。

幸好他没有发现自己偷吃棒子。

小硅爸爸老硅又开始抱怨，今年收成还不如去年。

老硅活了三万年了。

作为硅基生命，他们只要不生锈，就不会死。

老硅感觉到星球自转是一年年的慢下来。

这切割磁感线，会减慢硅球的自转速度。等星球不转了，他们也就被饿死了。

“这帮科学硅，整天画大电池，说好的寻找硅外行星，到现在也没个影…”

小硅说，“老爸，今天上学，老师说，在遥远的xx旋臂，一处荒凉地带，发现了一颗有磁场的行星。不过上面水太多。。。听说已经派先遣队过去抽水了。”

老硅说，“就知道吹。。。”

“老师真这么说的。。。”

“我们不能生活在有磁场的星球上。我们要住在在它旁边的星球上，星球得自转，我们才能有能量。”

“哦，我想起来了，老师说这个蓝色星球有颗卫星，可惜被潮汐锁定了，不然是个很好的落脚处。但是旁边的几颗行星还不错，可以暂时移民那里。只是那颗蓝色星球可能会使我们生锈，对我们威胁太大，所以先去排水。”

“听课都不认真，你这小CPU瓜里只想着玩了吧？”

说完这些，老硅开始电磁静默，不再发出电磁波，仰望星空。

三万年了，终于可以星际移民了吗？