Naukowcy odkryli, iż larwy pewnego gatunku chrząszcza żywią się… plastikiem. Czy to oznacza, iż problem plastiku i jego recyklingu zostanie rozwiązany?
Na tropie zjadaczy plastiku
Naukowcy International Centre of Insect Physiology and Ecology pracując w Keni ustalili, iż larwy chrząszcza Alphitobius, zwanego pleśniakowcem, zjadają tworzyw sztuczne, jakim jest polistyren, zaś bakterie żyjące w ich jelitach pomagają im go rozkładać.
Pleśniakowce występują przede wszystkim w Afryce, natomiast w ostatnich dekadach skolonizowały Amerykę Północną i Europę. Osiągają 7 mm długości. W naturalnych warunkach zamieszkują gleby pod korzeniami czy kora lub butwiejące resztki roślinne. W Stanach Zjednoczonych i Europie zjadają i zanieczyszczają paszę oraz przyczyniają się do wielu chorób na fermach drobiu, co przekłada się na straty.
Polistyren jest twardym i trwałym, a zatem trudnym do rozłożenia tworzywem sztucznym. Wytwarza się z niego takie produkty, jak szczoteczki do zębów, opakowania do żywności, elementy zabawek lub sztuczną biżuterię. W formie spienionej, jako styropian, jest również w budownictwie jako materiał izolacyjny. Tradycyjne metody recyklingu, takie jak obróbka cieplna lub chemiczna, są drogie i mogą wytwarzać zanieczyszczenia. Wspomniany wcześniej pleśniakowiec może pomóc w rozwiązaniu tego problemu.
Plastikowe odpady są wyzwaniem zwłaszcza dla Afryki ze względu na jej wysoki import produktów z tworzyw sztucznych, niski poziom ponownego wykorzystania i brak recyklingu tych produktów.
W związku z tym naukowcy cały czas szukają rozwiązania tego problemu. W tym konkretnym przypadku badacze podzielili larwy na trzy grupy – karmione otrębami, karmione polistyrenem, a także – mieszanką jednego i drugiego. Eksperyment pokazał, iż ostatnia grupa radziła sobie najlepiej – spożywała polistyren wydajniej niż na diecie typowo polisterynowej.
Owady mogą jeść polistyren, ponieważ składa się on głównie z węgla i wodoru, co może zapewnić im źródło energii. Larwy na diecie polistyrenowo-otrębowej były w stanie rozłożyć około 12 proc. całkowitego polistyrenu użytego w badaniach.
Naukowcy, poza identyfikacją zdolności larw pleśniakowca, zbadali również jego bakterie jelitowe. Chcieli ustalić, jakie społeczności bakterii jelitowych mogą wspierać proces degradacji plastiku. Chcą wykorzystać mikroby i enzymy, które produkują chrząszcze, zamiast wypuszczać ich ogromne ilości na wysypiska śmieci.
Co je chrząszcz? Plastik!
Analiza jelit larw wykazała znaczące zmiany w składzie bakterii jelitowych w zależności od diety. Zrozumienie tych zmian jest kluczowe, ponieważ ujawnia, które mikroby aktywnie uczestniczą w rozkładaniu plastiku. Pomoże to wyizolować konkretne bakterie i enzymy, które można wykorzystać do wysiłków na rzecz degradacji plastiku.
W jelitach larw karmionych polistyrenem stwierdzono wyższe poziomy Proteobacteria i Firmicutes, bakterii, które potrafią przystosować się do różnych środowisk i rozkładać szeroką gamę złożonych substancji. Równie liczne były bakterie takie jak Kluyvera, Lactococcus, Citrobacter i Klebsiella. Produkują one enzymy zdolne do trawienia syntetycznych tworzyw sztucznych. Zdaniem badaczy, bakterie te nie będą szkodliwe dla owadów ani dla środowiska, gdy zostaną użyte na dużą skalę.
Naukowcy wskazują, iż gatunki i ilość bakterii może oznaczać, iż larwy nie mają naturalnej umiejętności jedzenia plastiku, ale kiedy zaczynają go spożywać, bakterie w ich jelitach mogą się zmienić, aby pomóc w jego rozkładzie. W ten sposób mikroby mogą dostosować się do nietypowych diet, takich jak plastikowa.
Badacze chcą teraz skupić się na zidentyfikowaniu i wyizolowaniu konkretnych szczepów bakterii biorących udział w degradacji polistyrenu i zbadaniu wytwarzanych przez nie enzymów, by sprawdzić, czy mogą posłużyć do degradacji plastikowych odpadków na większą skalę.
Przeczytaj też: Grzyb, który żywi się plastikiem z oceanu
Źródło: dzienniknaukowy.pl, nature.com
Fot.: Canva (ulleo, Aalok Soni/baseimage)
