Сенсация! Гусеницы могут перерабатывать пластик! Ученые открыли гусениц, поедающих пластиковые пакеты

⁰

МОСКВА, 25 апр - РИА Новости. Гусеницы обычной восковой моли, пожирающей воск в ульях пчел, оказались способными поедать и переваривать полиэтилен и другие виды пластика, что позволяет использовать их для утилизации мусора, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology .

"Мы выяснили, что гусеницы обычных насекомых, большой восковой моли, могут разлагать один из самых стойких и химически прочных пластиков - полиэтилен. Мы планируем приспособить их для спасения океанов и рек Земли от загрязнения частицами этих материалов. Это, правда, не означает, что теперь можно мусорить, где угодно", — заявила Федерика Бертоккини (Federica Bertocchini) из университеа Кантабрии в Сантандере (Испания).

Сегодня на свалки Земли каждый год попадает примерно 300 миллионов тонн пластикового мусора, большая часть которого не разлагается почвенными микробами и остается в почти нетронутом виде на протяжении десятков и даже сотен лет. Многие частицы пластика попадают в воды мирового океана, где они проникают в желудки рыб и птиц и часто становятся причиной их гибели.

Ученые нашли гусениц, способных питаться полиэтиленом и пенопластом Ученые нашли неожиданное решение проблемы загрязнения природы пенопластом и прочим мусором из пластика – оказалось, что обычные мучные черви, которых подают в качестве еды в китайских ресторанах, умеют частично переваривать эти полимеры.

За последние два года ученые открыли несколько видов насекомых, чьи личинки оказались способными решить эту проблему. К примеру, два года назад китайские биологи обнаружили, что любимое блюдо многих посетителей китайских ресторанов - гусеницы мучных хрущаков - могут поедать пенопласт, PET и некоторые другие виды пластика. Открытие бактерий в их кишечнике, способных разлагать пластик, дало первую надежду на быструю очистку Земли от мусора.

Как рассказывает Бертоккини, ей случайно удалось найти "естественного врага" для самого крепкого и распространенного пластика - полиэтилена, ухаживая за пчелами в своем саду.

Пластиковым мусором отравлены 90% морских птиц в Северной Америке Ученые обнаружили пластиковый мусор в желудках у 90% морских птиц, тушки которых были найдены на восточном побережье Северной Америки, сообщается в пресс-релизе канадского Университета Британская Колумбия.

Когда она взглянула на пакет через пару часов, она увидела, что гусеницы не сдались, а "продолжили банкет" и начали есть не воск, а полиэтилен. Столь странные аппетиты насекомых заинтересовали Бертоккини, и она проверила, действительно ли личинки моли могут питаться пластиком, наблюдая за их поведением в лаборатории.

Оказалось, что это действительно так, и что моль может есть полиэтилен с рекордной скоростью - за полдня около ста гусениц съели почти 100 милиграмм пакета, что в тысячи раз больше скорости разложения пластика при помощи бактерий и других насекомых.

Как предполагают ученые, организм гусениц, по всей видимости, вырабатывает особый фермент, который разрывает связи между звеньями полимерных молекул и превращает их в этиленгликоль — токсичный для человека спирт. Аналогичные связи присутствуют в полимерных молекулах, составляющих основу пчелиного воска, что может объяснять, почему гусеницы моли так активно поедают пластик.

Пока Бертоккини и ее коллеги не знают, какие молекулы участвуют в этом процессе, но они планируют раскрыть секреты гусениц в ближайшее время. Если это удастся сделать, то синтетическую версию их ферментов можно будет использовать для переработки пластикового мусора и очистки биосферы Земли от антропогенного загрязнения.

Биологи сделали большое открытие. Оказывается, обычные гусеницы, которых часто разводят в качестве приманки для рыбы, обладают гораздо более ценным свойством. Они могут перерабатывать полиэтилен - один из самых прочных и часто используемых видов пластика, который повсеместно засоряет свалки и Мировой океан. Полиэтилен и полипропилен составляют 92% мирового производства пластика, в том числе полиэтилен - 40%. Каждый год люди используют и выбрасывают триллион полиэтиленовых пакетов.

Эти гусеницы - личинки распространённого насекомого Galleria mellonella (большая восковая моль). Животное считается вредителем, потому что откладывает личинки в ульях медоносных пчёл. Там гусеницы питаются мёдом, пыльцой и воском (отсюда и название моли), повреждая всё вокруг: соты, расплод, запасы мёда, пергу, рамки и утеплительный материал ульев. Но всё-таки у этих вредных гусениц нашлось полезное применение. Вместо воска им можно скармливать отходы пластика.

Пластик - один из наиболее опасных материалов с точки зрения засорения планеты. По сочетанию распространённости и длительности естественного разложения ему почти нет равных. Для сравнения, бумага разлагается на природе от одного месяца до трёх лет, одежда из шерсти - год, из натуральных тканей - два-три года, железная банка - 10 лет, а вот обычный полиэтиленовый пакет разлагается 100-200 лет. Среди всех видов мусора по этому показателю полиэтилен уступает разве что алюминиевым банкам (500 лет), одноразовым подгузникам (300-500 лет) и стеклянным бутылкам (более 1000 лет).

За последние 50 лет производство пластика растёт экспоненциально . В странах Евросоюза, несмотря на все усилия по вторичной переработке отходов, до 38% пластика заканчивает свой путь на свалках, остальное перерабатывается (26%) или сжигается (36%). При сжигании или захоронении на свалке полиэтилен создаёт серьёзную нагрузку на окружающую среду, поэтому учёные интенсивно ищут приемлемые способы для безвредной деградации пластика. Использование гусениц большой восковой моли - один из отличных вариантов.

По оценкам учёных, скорость биодеградации полиэтилена гусеницами большой восковой моли гораздо выше, чем у бактерий-поедателей пластика, о которых сообщалось в прошлом году. Те бактерии могли съесть 0,13 мг в сутки, а гусеницы пожирают материал буквально на глазах. На фотографии вверху видно, что сделали 10 гусениц с пакетом всего за 30 минут.

Федерика Берточини связалась с коллегами с кафедры биохимии Кембриджского университета - и они вместе поставили эксперимент на время. Около сотни гусениц были помещены в обычный пластиковый пакет из британского супермаркета. Дыры в пакете начали появляться через 40 минут, а спустя 12 часов масса пластика уменьшилась на 92 мг!

Учёным ещё предстоит изучить детали биодеградации воска и пластика, но очень похоже, что гусеницы в обоих случаях разрушают одинаковые химические связи между молекулами (CH²−CH²) в веществе. По химической формуле и своим свойствам воск - это полимер, что-то вроде «природного пластика», и его структура не намного отличается от полиэтилена.

Учёные осуществили спектроскопический анализ и проверили, как гусеницы разрушают химические связи в полиэтилене. Они выяснили, что результатом переработки является этиленгликоль, двухатомный спирт, простейший представитель полиолов. Анализ доказал, что дыры в пластиковом пакете - не результат простого механического прожёвывания материала, а налицо действительно химическая реакция и биодеградация материала. Чтобы на 100% убедиться в этом, биологи провели научный эксперимент: они измельчили гусениц в пюре и смешали его с пластиковыми пакетами. Результат оказался идентичным - часть пластика исчезла. Это самое убедительное доказательство, что гусеницы не просто поедают пластик, а переваривают его в этиленгликоль. Химическая реакция происходит где-то в пищеварительном тракте животного - это могут быть слюнные железы или симбиотические бактерии в пищеводе. Соответствующий фермент пока не удалось идентифицировать.

Ведущий автор научной работы Паоло Бомбелли (Paolo Bombelli) уверен, что если химический процесс осуществляется с помощью единственного фермента, то вполне реально воспроизвести этот процесс биохимическими методами в широком масштабе. «Это открытие может стать важным средством, чтобы избавиться от полиэтиленовых отходов, накопленных на свалках и в океане», - говорит он.

Научная работа опубликована 24 апреля 2017 года в журнале Current Biology.

В эксперименте с бактериями плёнка из 1 см² бактерий Ideonella sakaiensis переработала за сутки 0,13 мг полиэтилентерефталата (ПЭТ).