Восковий міль може переробляти пластик за 24 години

Пластикові полімери стали невід'ємною частиною сучасного життя, але їхня стійкість до розкладання створює серйозні проблеми для довкілля. Канадські дослідники з Університету Брендона під керівництвом доктора Браяна Кассоне зробили важливе відкриття, вивчаючи здатність личинок великого воскового молі розкладати поліетиленовий пластик.

Поліетилен є найпоширенішим у світі видом пластику, щорічно виробляється понад 100 мільйонів тонн цього матеріалу. Його хімічна стійкість робить його надзвичайно стійким до розкладання, процес природної деградації може тривати десятиліття або навіть сотні років. Саме тому пошук ефективних способів утилізації пластикових відходів залишається одним із найактуальніших екологічних викликів сучасності.

У 2017 році біологи вперше продемонстрували, що гусениці великого воскового молі можуть розкладати поліетиленовий пластик. Ці комахи, відомі як воскові черви, природно живляться бджолиним воском, але виявилося, що вони також здатні споживати синтетичні полімери. Доктор Кассоне пояснює, що приблизно 2000 воскових червів можуть розкласти цілий поліетиленовий пакет всього за 24 години.

Дослідники зазначають, що розуміння біологічних механізмів та наслідків для здоров'я комах, пов'язаних із біодеградацією пластику, є ключовим для використання воскових червів у великомасштабній переробці пластикових відходів. Команда вчених використала комплексний підхід, що включав методи фізіології тварин, матеріалознавства, молекулярної біології та геноміки для вивчення цікавих взаємовідносин між восковими червами, їхнім бактеріальним мікробіомом та потенціалом для масштабної біодеградації пластику.

Однак дослідження виявило серйозну проблему. Хоча воскові черви охоче споживають поліетилен, така дієта призводить до швидкої смерті комах. Вони не виживають більше кількох днів на виключно пластиковій дієті та значно втрачають у масі. Доктор Кассоне порівнює цей процес із споживанням надмірної кількості насичених та ненасичених жирів людиною, коли замість використання як енергії, вони накопичуються в жировій тканині як ліпідні резерви.

Попри ці виклики, дослідники залишаються оптимістичними щодо можливості розробки додаткового харчування, яке не лише відновить природний рівень здоров'я воскових червів, але й перевищить його. Вчені вважають, що співдоповнення харчовими стимуляторами, такими як цукри, може значно зменшити кількість червів, необхідних для переробки пластику.

Команда дослідників визначила два основні способи, якими воскові черви можуть сприяти вирішенню кризи пластикового забруднення. Перший підхід передбачає масове вирощування воскових червів на дієті з поліетилену з додатковими харчовими речовинами як частини циркулярної економіки. Другий варіант полягає в дослідженні можливості реінжинірингу шляху біодеградації пластику поза організмом тварини.

Додатковою перевагою масового виробництва воскових червів стане створення значного надлишку біомаси комах, що може представляти додаткову економічну можливість в аквакультурі. Попередні дані дослідників свідчать, що воскові черви можуть стати частиною дуже поживної дієти для комерційних харчових риб.

Це відкриття має потенціал революціонізувати підходи до переробки пластикових відходів. Традиційні методи утилізації пластику, такі як спалювання або захоронення, мають серйозні екологічні наслідки. Механічна переробка також має обмеження через деградацію якості матеріалу з кожним циклом переробки.

Біологічна деградація за допомогою комах може стати більш екологічно чистою альтернативою. Воскові черви здатні не лише споживати пластик, але й перетворювати його на менш шкідливі речовини. Процес відбувається за участю як самих комах, так і їхнього мікробіому, що створює складну біологічну систему переробки.

Дослідження також розкриває важливість розуміння взаємодії між організмом-господарем та його мікробіомом у процесах біодеградації. Бактеріальні спільноти, що живуть у травному тракті воскових червів, можуть відігравати ключову роль у розкладанні пластикових полімерів.

Вчені представили свої висновки на щорічній конференції Товариства експериментальної біології в Антверпені, Бельгія. Це дослідження відкриває нові перспективи для розробки біотехнологічних рішень проблеми пластикового забруднення та може стати основою для створення промислових систем переробки пластикових відходів у майбутньому.