答案是肯定的，甚至更加快：生物的进化可能远比你想象的要快，根本不需要上亿年。

首先，垃圾堆早就存在了，不用说“如果”。

过去七十年，塑料制品的数量只增不减。据统计，塑料的生产在过去七十年间从每年 200 万吨到现在每年有 3.8 亿吨，虽然其中不少会去特别处理，但是每年仍然约有 900-1400 万吨塑料会因为各种原因被排入海洋中^[1]。

抛开环保的因素，针对题主的问题来讲：这每年成吨的垃圾倾倒到自然界中，就是一个“自然”的垃圾堆演化发生地了。但是，不需要上亿年吗？

因为进化的时间单位是“代”数，而不是时间。

我们高中课本学过，进化的基本单位是种群而不是个体，而种群要怎么传递他们的遗传信息呢？需要通过交配与繁殖。所以当我们计算一个种群进化的时间时，相对于我们理解的时间概念，从父母到子子孙孙这样一代又一代的“代”数，是一个更合适的时间单位。

举个例子，假设人类平均生殖的年龄是 20 岁（这里仅仅是假设），那么一百年里人类群体只会出现 5 代的遗传信息传递。但是细菌呢？昆虫呢？大肠杆菌繁殖一代只需要 20 分钟，果蝇繁殖一代只需要大约 10 天，这就意味着在相同时间里，它们的代数会远远高于人类。

所以我们去找能降解塑料的物种，比如微生物、昆虫，它们所需要的时间完全不需要上亿年，几十年的演化，再加上环境带来的强选择（以塑料为食那和生存是直接挂钩的，选择力可以很强），对它们来说已经是一个足够长的时间了。

所以，其实现在这样的例子数不胜数。

讲清楚题主这个前提条件，我们就可以回到这个问题本身了。 @赵泠 和 @Dr.Hu 都举到了很多与塑料分解相关的例子，比如黄粉虫、昆虫肠道微生物、日本发现的大阪堺菌（Ideonella sakaiensis）等等。我这边稍微系统梳理一下，作为补充。

其实微生物能吸收塑料的道理也不复杂：生物关键需要的物质除了水之外，是碳和氮。而塑料中具有的物质比如塑料袋里的聚乙烯 [PE]、食品包装用的聚丙烯 [PP]、饮料塑料瓶的聚对苯二甲酸乙二醇酯 [PET]等等，都是含有碳元素的，本身就是可以作为微生物的碳源，需要的是关键的蛋白酶，来将这些分子降解，就可以达到塑料吸收的目的了。

但是几十年的演化实验很难做，最直接的方法就是观察。2016 年，日本科学家从塑料瓶回收站里发现并分离出了一种可以降解 PET 的微生物新种，Ideonella sakaiensis，它含有可以降解 PET 的关键酶（PETase 和 MHETase），通过 2-3 步的生化反应就可以将 PET 降解为对苯二甲酸[TPA]和乙二醇[EG]，也就实现了 PET 的降解了^[2]。

而后的发现则是在昆虫的肠道菌群。不少昆虫要食用植物，纤维素的降解往往很依赖它们体内的微生物，而当昆虫开始吃塑料的时候，它们体内微生物也在被选择：在实验室中发现了印度飞蛾的幼虫体内含有可以降解聚乙烯[PE]的两种肠道细菌，这些细菌可以很好的在 PE 薄膜（也就是塑料袋）上生长^[3]。黄粉虫的研究则更加丰富——能够降解 PE、聚苯乙烯 PS 的肠道细菌都被依次发现^[4]。

还有一类叫蜡蛾（Galleria mellonella）的昆虫，它们往往会以蜜蜂不要的蜂蜡为食，而蜂蜡的结构和 PE 很相似。科学家利用抗生素消除蜡蛾幼虫体内的大肠杆菌发现，蜡蛾自己就可以消化 PE，但肠道菌群可能也会起到促进作用^[5]。

还有的研究更绝：观察进化是吧，一个个观察太慢了，干脆一口气全观察了。研究者采集了世界上两百多个地方的环境 DNA，再结合能降解 10 种塑料分子的 30000 多种酶序列的数据库，在海洋中发现了 12000 多种塑料降解酶，在土壤中发现了 18000 多种塑料降解酶，这其中绝大部分，都是科学家们从未看到的^[6]。

这时候再回到题主的疑问：完全不需要上亿年，在如今海洋和土壤的“垃圾堆”里，这样的生物已经成千上万种了。而回到进化理论本身来看，也许这些能降解塑料的酶只是偶然突变产生的，但是当无时无刻的选择发挥作用时，偶然，也就成为了必然。