Ученые обнаружили гусениц, способных питаться пластиком. Разлагать полиэтилен — один из самых прочных и широко применяемых в быту пластиков — могут давно известные животные, которые часто используются как наживка для рыбы.
Речь идет о личинках большой восковой моли (Galleria mellonella), которая является врагом пчеловодов по всей Европе.
В дикой природе эти личинки живут как паразиты, в колониях пчел. Моль откладывает свои яйца внутри ульев, где личинки вылупляются и начинают расти, питаясь пчелиным воском. Случайное открытие было сделано, когда одна из исследовательниц, Федерика Берточини, любитель-пчеловод, занималась удалением паразитов из сот своих ульев. Берточини временно положила извлеченных гусениц в обычный пакет для мусора и через какое-то время обнаружила, что личинок нет. «Я вернулась в комнату, где оставила гусениц, и обнаружила, что они были повсюду. Они вышли из пакета, несмотря на то, что он был закрыт», — рассказала она.
Берточини, научный сотрудник Испанского института биомедицины и биотехнологий, заинтересовалась феноменом и провела вместе с биохимиками из Кембриджа научный эксперимент. Были взяты около сотни личинок, которые поместили в обыкновенный пластиковый пакет, купленный в британском магазине, и стали ждать появления дырок.
«Сотня гусениц сжирает 92 мг полиэтилена за 12 часов, что очень неплохо», — выяснила Берточини.
По словам ученых, это весьма высокий показатель по сравнению с успехами других животных, которые также обнаружили способность к переработке пластика. Так, к примеру, в прошлом году была обнаружена бактерия Ideonella sakaiensis, способная перерабатывать его со скоростью всего 0,13 мг в день c одного квадратного сантиметра.
Полиэтилен широко применяется в упаковочных материалах, на него приходится до 40% потребности в пластике по всей Европе. При этом 38% пластика выбрасывается на свалки. В масштабах всей планеты люди используют около триллиона пластиковых пакетов ежегодно.
Ежегодно в мире производится около 80 млн тонн полиэтилена.
Одним из его отрицательных свойств является плохая способность к распаду, поэтому, даже будучи измельченным, он представляет большую угрозу для различных экосистем. К примеру, полиэтилен низкой плотности, который используется в бытовых пакетах, разлагается около ста лет. Более плотные виды — до 400 лет. В среднем ежегодно один человек использует более 230 пластиковых пакетов, а в мире выбрасывается более 100 тыс. тонн полиэтиленового мусора.
«Пластик — это глобальная проблема. Сейчас он может быть найден везде — в том числе в реках и океане. Особенно устойчив полиэтилен, он с большим трудом распадается в природных условиях», — пояснили авторы работы.
По словам ученых, пчелиный воск, которыми питаются гусеницы, состоит из липидов, которые входят в состав живых клеток, таких как жиры, и некоторых гормонов. И хотя биоразложение гусеницами полиэтилена требует дальнейшего изучения, авторы уверены, что переваривание воска и пластика включает разрушение в организме насекомых одних и тех же химических связей. «Воск — это полимер, своего рода «натуральный пластик», его химическая структура не так уж отличается от полиэтилена», — пояснила Берточини.
Проведенный спектроскопический анализ показал, что гусеницы расщепляют полиэтилен на этиленгликоль. Ученые выяснили, что даже кокон, который образует на определенном этапе гусеница, способен разлагать полиэтилен, контактируя с ним.
«Если за этот процесс отвечает всего один энзим, его масштабирование с использованием биотехнологических методов должно быть реальным», — считает Паоло Бомбелли, автор работы, опубликованной в журнале Current Biology. — Это открытие может оказаться важным инструментом для решения проблемы полиэтиленового пластика на свалках и в океане».