Gąsienica, która trawi polietylen, może oczyścić nasze środowisko
Larwa powszechnie występującego owada jedzącego wosk pszczeli zaskoczyła naukowców. Okazało się, że potrafi rozrywać z niespotykaną dotąd prędkością wiązania chemiczne plastiku, z którego powstają opakowania i torby na zakupy. Badacze z Cambridge twierdzą, że to odkrycie może być ważnym krokiem biotechnologicznego rozwiązania polietylenowego zanieczyszczenia, które zalega oceany i wysypiska śmieci.
Naukowcy odkryli, że zwykła gąsienica, wykorzystywana jako przynęta wędkarska, ma zdolność do biodegradacji polietylenu, jednego z najmocniejszych i najczęściej używanych plastików, który w postaci reklamówek zakupowych zanieczyszcza nasze środowisko.
„Woskowy robak”, czyli larwa barciaka większego (Galleria mellonella), jest plagą uli w całej Europie. W naturze żyje jako pasożyt kolonii pszczół. Barciak składa swoje jaja wewnątrz ula. Jego gąsienica wykluwa się tam i żywi się woskiem pszczelim. Stąd jego angielska nazwa – Wax Moth – woskowa ćma.
Odkrycia, jak to często bywa, dokonano przez przypadek. Federica Bertocchini, biolog z Hiszpańskiej Narodowej Rady Naukowej (CSIC), a równocześnie miłośniczka pszczół, usuwała robaki ze swojego ula. Na pewien czas zostawiła je w zwykłej reklamówce, a kiedy po nie wróciła, siatka cała była podziurawiona. Żeby szczegółowo zbadać swoje odkrycie, weszła we współpracę z Paolo Bombellim i Christopherem Howe z Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu w Cambridge.
Razem zaczęli przeprowadzać eksperymenty. Około stu larw pozostawili na zwykłych reklamówkach. Dziury zaczęły pojawiać się po 40 minutach, a po 12 godzinach ubyły już 92 miligramy toreb.
Naukowcy zauważają, że w porównaniu do dotychczasowych metod, jest to niezwykle szybka redukcja. Odkryta w zeszłym roku bakteria pochłaniała tylko 0,13 mg polietylenu na dzień. Pozostawiony sam sobie plastik rozkłada się od 100 do 400 lat.
– Jeśli za degradację odpowiedzialny jest pojedynczy enzym, to jego uzyskanie i produkcja na masową skalę przy użyciu metod biotechnologicznych powinna być osiągalna – mówi Paolo Bombelli, pierwszy autor publikacji w czasopiśmie „Current Biology” – To odkrycie może być ważnym narzędziem do pozbycia się złogów polietylenowego plastiku, zajmujących wysypiska śmieci i oceany.
Polietylen wypełnia około 40 proc. zapotrzebowania na plastik w Europie. Ludzie na całym świecie zużywają blisko 3 biliony plastikowych toreb w ciągu roku. Polietylen jest bardzo odporny na rozkład, a nawet jeżeli mu podlega, to pozostające niewielkie kawałki zatykają ekosystem. Środowisko naturalne płaci za to bardzo wysoką cenę.
Tymczasem to właśnie sama natura może przynieść nam rozwiązanie. Wosk pszczeli, którym żywią się gąsienice, składa się ze zróżnicowanej mieszanki związków lipidowych, zawiera w sobie tłuszcze, oleje, a nawet hormony. A jednak, jak twierdzą badacze, jest bardzo prawdopodobne, że trawienie wosku pszczelego i polietylenu wymaga rozbicia tych samych wiązań chemicznych. Struktura molekularna wosku nie jest jeszcze szczegółowo przebadana.
– Wosk jest polimerem, rodzajem „naturalnego plastiku” i jego struktura chemiczna nie odbiega bardzo od polietylenu – mówi Federica Bertocchini.
Badacze przeprowadzili analizę spektroskopową, aby sprawdzić, czy larwy tylko zjadają plastik, czy rzeczywiście wiązania chemiczne są rozbijane w procesie trawienia. Badania pokazały, że gąsienice transformują polietylen w glikol etylenowy, który należy do grupy niezwiązanych, „monomerowych” cząsteczek.
– Gąsienica wytwarza coś, co łamie chemiczne wiązania. Być może to coś w ich śliniankach albo symbiotyczna bakteria w jelicie. Naszym następnym krokiem będzie identyfikacja procesu molekularnego zachodzącego w tej reakcji i sprawdzenie, czy możemy wydzielić enzym odpowiedzialny za ten proces.
Badacze uważają, że jeżeli uda się zrozumieć ten proces na poziomie molekularnym, może to przynieść rozwiązanie na przemysłową skalę dla problemu zanieczyszczeń polietylenem.
Źródło:
artykuł Caterpillar found to eat shopping bags, suggesting biodegradable solution to plastic pollution ze strony http://www.cam.ac.uk/
