Wiele materiałów syntetycznych wytworzonych przez człowieka, a mianowicie tworzywa sztuczne, nie ulega biodegradacji. Oznacza to, że nie mogą zostać ponownie wchłonięte do środowiska, w przeciwieństwie do materii organicznej, takiej jak na przykład skórki owoców.
Tak więc plastikowe przedmioty rosną na wysypiskach, zajmując naturalną przestrzeń, w której pozostaną bez rozkładu. W dążeniu do zmniejszenia ilości odpadów naukowcy szukali sposobu na recykling plastiku. Jak się okazuje, metoda może już istnieć w naturze.
Naukowcy z Uniwersytetu Queensland w Australii odkryli larwy chrząszcza, które mogą potencjalnie trawić polistyren, inaczej znany jako styropian. Ich badania zostały opublikowane w czasopiśmie Microbial Genomics.
Czytaj: Koziołki stanęły przed urzędem miasta w Poznaniu
Naukowcy odkryli super-robaka, który zjada styropian
Larwy chrząszcza, znane jako Zophobas morio, ale bardziej znane jako super-robak lub drewnojad, mogą trawić plastik przez enzym jelitowy. Jeden z autorów badania stwierdza, że te stworzenia mogą zrewolucjonizować recykling.
W ciągu trzech tygodni zespół badawczy podał trzem grupom super-robaków inną dietę. Jedna była dietą wyłącznie polistyrenową, drugą dietą z otrębów pszennych, a trzecia dieta była na czczo. Grupy monitorowano pod kątem oznak kanibalizmu, a super-robaki w grupie głodującej izolowano od siebie. Robaki karmione otrębami stały się wyraźnie zdrowsze niż inne, podwajając swoją wagę w ciągu trzech tygodni.
Następnie zespół obserwował, czy te larwy wyrosną na chrząszcze. W grupie stosującej dietę otrębową dziewięć na dziesięć wyrosło na chrząszcze i miało najbardziej zróżnicowany mikrobiom jelitowy niż pozostałe dwie grupy. W grupie jedzącej plastik dwie trzecie wyrosło na chrząszcze. Chociaż polistyren wygląda jak kiepska dieta dla super-robaków, nadal potrafiły czerpać energię z tego, co jadły.
„Odkryliśmy, że super-robaki karmione wyłącznie polistyrenem nie tylko przeżyły, ale nawet przybrały na wadze” – powiedział dr Rinke. „Sugeruje to, że robaki mogą czerpać energię z polistyrenu, najprawdopodobniej za pomocą drobnoustrojów jelitowych”.
Koniecznie zajrzyj na f7.pl
Zespół zastosował metagenomikę, technikę „charakteryzowania wszystkich genów w mikrobiomie trawiennym”, jak twierdzi Rinke. Zasadniczo szukają enzymów w układach trawiennych super-robaka, które mogą rozkładać styren i polistyren.
Przyszłość rozkładu plastiku
Celem nie jest wypuszczenie armii robaków na wysypiska. Zespół ma raczej nadzieję na zidentyfikowanie enzymu najbardziej zdolnego do rozkładu plastiku i odtwarzania go do celów recyklingu. Proces ten może wymagać mechanicznego rozdrabniania plastiku, a następnie zastosowania enzymu.
„Super-robaki są jak mini zakłady recyklingu, rozdrabniające styropian ustami, a następnie karmiące nim bakterie w jelitach” – powiedział dr Rinke. „Produkty rozpadu z tej reakcji mogą być następnie wykorzystywane przez inne drobnoustroje do tworzenia wartościowych związków, takich jak bioplastiki”.
Podczas gdy poprzednie badania odkryły wyjątkową zdolność tych super-robaków, te badania idą dalej w tej idei. „To badanie idzie daleko w kierunku zrozumienia, w jaki sposób bakterie w jelitach super-robaków robią to na poziomie molekularnym” – powiedział Colin Jackson, badacz z australijskiego National University. „To ważne dla tłumaczenia i stosowania tego typu podejścia w recyklingu”.
Czytaj: Naukowcy stworzyli enzym, który rozkłada plastik w kilka godzin
Tymczasem inne badania wykryły grzyby i bakterie, które mogą rozkładać tworzywa sztuczne, ale nie jest jasne, czy te techniki będą powszechnie stosowane. Mimo to, to nowe odkrycie stanowi obiecującą zachętę do ograniczenia odpadów z tworzyw sztucznych.
„Powiększenie skali i tłumaczenie takich badań jest zawsze wyzwaniem, które w dziedzinie tworzyw sztucznych jest potęgowane przez niesamowitą skalę problemu i ekonomię pod względem tego, jak tani jest nowy plastik” – powiedział profesor Jackson.
Mimo to, to badanie wyprzedza resztę. Wcześniejsze badania w tej dziedzinie koncentrowały się tylko na jednej lub dwóch możliwych bakteriach lub enzymach, co czyni je mniej wszechstronnymi niż to badanie. Uwe Bornscheuer, kierownik wydziału biotechnologii i katalizy enzymatycznej na Uniwersytecie w Greifswaldzie w Niemczech, powiedział, że nowa praca jest „pierwszym solidnym badaniem, w którym przyjrzeli się metagenomowi”.
