Како само једу стиропор – на који начин црви могу да нам помогну у рециклажи пластике

Брашнари се придружују редовима мале групе инсеката за које је утврђено да су способни да разлажу пластику која загађује природу, иако је ово први пут да је откривено да врста инсеката пореклом из Африке има ту способност.

Полистирен, обично познат као стиропор, је пластични материјал који се широко користи у прехрамбеној, електронској и индустријској амбалажи. Тешко се разлаже јер је веома издржљив. Традиционалне методе рециклирања – попут хемијске и термичке обраде – су скупе у овом случају, и могу узроковати додатно загађење. Зато научници константно истражују друге, биолошке методе управљања овим постојаним отпадом.

Фатија Камис, виша научница из Међународног центра за физиологију и екологију инсеката каже да је са тимом истраживача открила да ларве кенијског малог брашнара могу јести полистирен јер у свом дигестивном систему имају  бактерије које помажу у разградњи овог материјала.

Мали брашнасти црв је заправо ларва alfitobius тамне бубе. Период ларве траје између осам и 10 недеља. Мали брашнасти црв се углавном налази у објектима за узгој живине који су топли и могу понудити сталну залиху хране – идеалне услове за њихов раст и размножавање.

„Иако се сматра да потичу из Африке, могу се наћи у многим земљама широм света. Међутим, врсте које смо идентификовали у нашој студији могу бити подврста рода alfitobius. Спроводимо даљу истрагу како бисмо потврдили ову могућност“, рекла је Камисова.

„Наша студија је такође испитала цревне бактерије ових инсеката. Желели смо да идентификујемо бактеријске заједнице које могу подржати процес деградације пластике“, додају истраживачи.

Нивои загађења пластиком су на критично високим нивоима у неким афричким земљама. Иако је пластични отпад велики глобални проблем животне средине, Африка се суочава са посебним изазовом због високог увоза пластичних производа, мале поновне употребе и недостатка рециклаже ових производа.

„Проучавањем ових природних уништивача пластике, надамо се да ћемо створити нове алате који помажу да се пластични отпад разгради брже и ефикасније. Можемо користити микробе и ензиме које они производе у својим телима по нашуштеним фабрикама и депонијама где обично живе“, написали су научници.

Кључни налази

Истраживачи су направили експеримент који је трајао нешто више од месец дана. Ларве су храњене или сам полистиреном, сам мекињама (храна богата хранљивим састојцима) или комбинацијом полистирена и мекиња.

Открили су да су ларве црва брашнара на исхрани од полистирена и мекиња имали већу стопу преживљавања од оних храњених само полистиреном. Такође су открили да су конзумирали полистирен ефикасније од оних на исхрани која се базирала само на полистирену. Ово наглашава потребу да инсекти, како би ефикасније били искоришћени за уништавање пластике, треба да имају исхрану богату хранљивим материјама.

У сваком случају, инсекти би могли да једу и само полистирен јер се углавном састоји од угљеника и водоника, што им може пружити извор енергије.

Иначе, ларве брашнара које су биле на комбинованој исхрани од полистирена и мекиња успели су да разбију приближно 11,7 процената укупног полистирена који им је дат, током пробног периода (експеримента).

Улога бактерија

Анализа црева црва брашнара открила је значајне промене у њиховом саставу у зависности од исхране. Разумевање ових промена је кључно јер открива који микроби су активно укључени у разбијање пластике. То би требало да научницима буде од помоћи да изолују специфичне бактерије и ензиме који се могу искористити у напорима за разлагање пластике.

Утврђено је да црева ларви храњених полистиреном садрже већи ниво proteobacteria и firmicutes, бактерија које се могу прилагодити различитим срединама и разбити широк спектар сложених супстанци.

Бактерије као што су cluivera, lactococcus, citrobacter и klebsiella су такође биле у присутне код црва у великом броју а познато је да производе ензиме који су способни за варење синтетичке пластике. Важно је и да наведене бактерије нису штетне за инсекте или животну средину када се користе у великим размерама.

Обиље врста и бројност бактерија указује да оне играју кључну улогу у разбијању пластике, а не ларве црва брашнара који су им заправо домаћини. Када почну да једу пластику, бактерије у њиховим цревима крећу у њену разградњу

„Налази подржавају нашу хипотезу да црева одређених инсеката могу омогућити разградњу пластике. Ово је вероватно зато што бактерије у њиховим цревима могу да производе ензиме који разграђују пластичне полимере. Будућност је у могућности изоловања ових бактерија и ензима како би се створила решења за борбу са пластичним отпадом у већем обиму.

Шта је следеће

Одређене врсте инсеката, као што су жути брашнасти црви (tenebrio molitor) и суперцрви (zophobas morio), већ су показале способност да конзумирају пластику. Они су у стању да разбију материјале попут полистирена уз помоћ бактерија у цревима.

„Наше истраживање је јединствено јер се фокусира на врсте инсеката пореклом из Африке, које нису опширно проучаване у контексту разградње пластике. Овај регионални фокус је важан јер се инсекти и услови животне средине у Африци могу разликовати од оних у другим деловима света, потенцијално нудећи нове увиде и практична решења за загађење пластиком у Африци“, наводе истраживачи.

Способност кенијског малог брашнара да конзумира полистирен сугерише да би могао да игра улогу у смањењу природног отпада, посебно за врсте пластике које су отпорне на конвенционалне методе рециклаже.

Будуће студије би се могле фокусирати на изолацију и идентификацију специфичних бактеријских сојева укључених у деградацију полистирена и испитивање њихових ензима.

Истраживачи се надају се да ће открити да ли се ензими могу произвести у обиму довољном и практичном како би се користили за организовану рециклажу отпада.

Поред тога, како наводе у тиму научника, могу се истраживати друге врсте пластике како би тестирали свестраност овог инсеката за ширу примену у управљању отпадом.

Повећање употребе малих црва брашнара за разградњу пластике такође би захтевало стратегије за обезбеђивање здравља инсеката у односу на продужену конзумацију пластике, као и процену безбедности добијене биомасе инсеката за сточну храну.

Чланак је објављен у часопису The Conversation.