Nhựa mà hỗ trợ Cuộc sống hiện đại là không tốn kém, mạnh mẽ và linh hoạt, nhưng rất khó để xử lý và có tác động nghiêm trọng khi được phát hành vào môi trường. Polyetylen, đặc biệt, là loại nhựa được sản xuất rộng rãi nhất trên thế giới, với hơn 100 triệu tấn được phân phối hàng năm. Vì có thể phải mất nhiều thập kỷ để phân hủy, và trên đường đi có thể gây hại cho động vật hoang dã và xuống cấp thành vi sinh vật có hại, việc xử lý của nó là một vấn đề cấp bách đối với nhân loại.
Năm 2017, các nhà nghiên cứu châu Âu đã phát hiện ra một giải pháp tiềm năng. Ấu trùng của bướm đêm sáp, thường được gọi là giun sáp, có khả năng phá vỡ polyetylen trong cơ thể chúng. Giun sáp đã được coi là một loài gây hại từ thời cổ đại vì chúng ký sinh tổ ong, ăn sáp ong. Tuy nhiên, bây giờ chúng ta biết rằng chúng cũng tự nhiên ăn polyetylen, có cấu trúc tương tự về mặt hóa học.
Khoảng 2.000 con giun sáp có thể phá vỡ toàn bộ túi polyetylen chỉ trong 24 giờ, mặc dù chúng tôi tin rằng sự tham gia của các chất kích thích cho ăn như đường có thể làm giảm đáng kể số lượng giun. Cassone và nhóm của ông đã nghiên cứu làm thế nào những con côn trùng này có thể được khai thác để giúp chống lại ô nhiễm nhựa. Hiểu về các cơ chế sinh học và hậu quả đối với thể lực liên quan đến phân hủy sinh học nhựa là chìa khóa để sử dụng giun sáp để khắc phục nhựa quy mô lớn, ông nói.
Trong các thí nghiệm trước đây, Cassone và nhóm của ông đã phát hiện chính xác cách những con giun sáp phá vỡ polyetylen. Để hiểu cơ chế tiêu hóa của họ, nhóm của Cassone đã cho Polyetylen vào giun xăm trong vài ngày và theo các quá trình trao đổi chất của côn trùng và thay đổi trong môi trường ruột của chúng. Họ phát hiện ra rằng khi những con giun sáp ăn polyetylen, phân của chúng hóa lỏng và chứa glycol như một sản phẩm phụ.
Nhưng khi vi khuẩn đường ruột của côn trùng bị ức chế bằng cách dùng kháng sinh, lượng glycol trong phân của chúng đã giảm đáng kể. Điều này cho thấy sự phá vỡ của polyetylen phụ thuộc vào các vi khuẩn đường ruột của giun sáp.
Nhóm nghiên cứu cũng bị cô lập vi khuẩn từ ruột của giun sáp và sau đó các chủng nuôi cấy có thể tồn tại trên polyetylen làm nguồn thực phẩm duy nhất của chúng. Trong số đó là một căng thẳng của Acinetobactertồn tại hơn một năm trong môi trường phòng thí nghiệm và tiếp tục phá vỡ polyetylen. Điều này cho thấy rằng hệ thực vật ruột của Wax Wees mạnh mẽ và dai dẳng như thế nào trong khả năng phá vỡ nhựa.
Tuy nhiên, trong thực tế, khi nói đến việc tiêu thụ nhựa, vi khuẩn đường ruột không hoạt động một mình. Khi các nhà nghiên cứu tiến hành phân tích di truyền trên côn trùng, họ phát hiện ra rằng giun sáp được nuôi bằng nhựa cho thấy biểu hiện gen tăng liên quan đến chuyển hóa chất béo và sau khi được cho ăn nhựa, giun sáp có dấu hiệu tăng mỡ trong cơ thể. Được trang bị vi khuẩn đường ruột tiêu hóa nhựa, ấu trùng có thể phá vỡ nhựa và chuyển đổi chúng thành lipid, sau đó chúng lưu trữ trong cơ thể chúng.
Tuy nhiên, một chế độ ăn kiêng chỉ có nhựa không dẫn đến sự sống còn lâu dài của Wax giun. Trong thí nghiệm mới nhất của họ, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng những con giun sáp tiếp tục chỉ ăn polyetylen đã chết trong vài ngày và giảm cân rất nhiều. Điều này cho thấy rằng rất khó để giun sáp liên tục xử lý chất thải polyetylen. Nhưng các nhà nghiên cứu tin rằng việc tạo ra một nguồn thực phẩm để hỗ trợ lượng polyetylen của họ có nghĩa là giun sáp có thể duy trì khả năng sống lành mạnh trong chế độ ăn nhựa và cải thiện hiệu quả phân hủy của chúng.
Nhìn về phía trước, nhóm nghiên cứu đề xuất hai chiến lược sử dụng khả năng tiêu thụ nhựa của Wax Worm. Một là để sản xuất hàng loạt giun sáp được cho ăn trong chế độ ăn polyetylen, đồng thời cung cấp cho chúng sự hỗ trợ dinh dưỡng mà chúng cần cho sự sống còn lâu dài, và sau đó tích hợp chúng vào nền kinh tế tuần hoàn, sử dụng chính côn trùng để xử lý nhựa chất thải. Cái còn lại là thiết kế lại con đường phân hủy nhựa của giun sáp trong phòng thí nghiệm, chỉ sử dụng vi sinh vật và enzyme, và do đó tạo ra một phương tiện để xử lý nhựa không cần côn trùng thực tế.
Trong con đường nuôi côn trùng, một sản phẩm phụ sẽ là một lượng lớn ấu trùng sinh khối côn trùng đã được cho ăn bằng nhựa. Chúng có khả năng có thể được biến thành một thức ăn rất bổ dưỡng cho ngành nuôi trồng thủy sản, vì theo dữ liệu của nhóm nghiên cứu, côn trùng có thể là một nguồn protein tốt cho cá thương mại.
Câu chuyện này ban đầu xuất hiện trên Có dây Nhật Bản và đã được dịch từ tiếng Nhật.