肯尼亚发现吃塑料的昆虫

Josiah02 · 发表于 4 天前

在对抗塑料污染的斗争中，出现了一项令人兴奋的新发现：能够分解聚苯乙烯的黄粉虫幼虫。它们加入了一小群被发现能够分解污染塑料的昆虫的行列，尽管这是第一次发现一种原产于非洲的昆虫物种能够做到这一点。
聚苯乙烯，俗称泡沫塑料，是一种广泛用于食品、电子和工业包装的塑料材料。它很难分解，因此经久耐用。传统的回收方法（如化学和热处理）成本高昂，而且会产生污染物。这是我们想探索生物方法来处理这种持久性废物的原因之一。
我是国际昆虫生理学和生态学中心科学家团队的一员，他们发现肯尼亚小粉虫的幼虫可以咀嚼聚苯乙烯，并在其肠道中寄生细菌，帮助分解这种物质。我们的论文发表在《科学报告》杂志上。
小面包虫是 Alphitobius 黑甲虫的幼虫形态。幼虫期持续 8 至 10 周。小面包虫大多生活在温暖且能提供稳定食物供应的家禽饲养场中，这是它们生长和繁殖的理想条件。
虽然人们认为小粉虫起源于非洲，但它们在世界许多国家都有发现。然而，我们在研究中发现的物种可能是 Alphitobius 属的一个亚种。我们正在进行进一步调查以确认这种可能性。
我们的研究还检查了昆虫的肠道细菌。我们想确定可能支持塑料降解过程的细菌群落。
一些非洲国家的塑料污染水平极高。尽管塑料垃圾是全球主要的环境问题，但非洲面临的挑战尤其严重，因为塑料产品进口量大、再利用率低，而且这些产品缺乏回收利用。
通过研究这些天然的“塑料吞噬者”，我们希望创造出新的工具，帮助更快、更有效地处理塑料垃圾。我们不必将大量这些昆虫释放到垃圾场（这并不实际），而是可以在工厂、垃圾填埋场和清理场使用它们产生的微生物和酶。这意味着可以以更容易大规模管理的方式处理塑料垃圾。
主要发现
我们进行了一个多月的试验。给幼虫喂食的饲料有三种：一种是单独喂食聚苯乙烯，一种是单独喂食麸皮（一种营养丰富的食物），还有一种是聚苯乙烯和麸皮的混合物。
我们发现，食用聚苯乙烯-麸皮饮食的黄粉虫比仅食用聚苯乙烯的黄粉虫存活率更高。我们还发现，它们消耗聚苯乙烯的效率比仅食用聚苯乙烯的黄粉虫更高。这凸显了确保昆虫仍然有营养丰富的饮食的好处。
虽然仅以聚苯乙烯为食的黄粉虫确实能够生存，但它们没有足够的营养来有效分解聚苯乙烯。这一发现强调了平衡饮食对昆虫最佳地消耗和分解塑料的重要性。昆虫吃聚苯乙烯可能是因为聚苯乙烯主要由碳和氢组成，这可能为它们提供能量来源。
在试验期间，以聚苯乙烯-麸皮为食的黄粉虫能够分解总聚苯乙烯的约 11.7％。
肠道细菌
对黄粉虫肠道的分析显示，细菌组成会根据饮食发生显著变化。了解细菌组成的这些变化至关重要，因为它可以揭示哪些微生物积极参与分解塑料。这将有助于我们分离可用于塑料降解工作的特定细菌和酶。
研究发现，以聚苯乙烯为食的幼虫的肠道中含有较高水平的变形菌和厚壁菌，这些细菌可以适应各种环境并分解各种复杂物质。克鲁维拉菌、乳球菌、柠檬酸杆菌和克雷伯氏菌等细菌也特别丰富，已知它们能产生能够消化合成塑料的酶。大规模使用这些细菌不会对昆虫或环境造成危害。
细菌的丰富表明它们在分解塑料方面发挥着至关重要的作用。这可能意味着面包虫可能天生不具备吃塑料的能力。相反，当它们开始吃塑料时，肠道中的细菌可能会发生变化，帮助分解塑料。因此，面包虫胃中的微生物可以适应塑料等不寻常的饮食。
这些发现支持了我们的假设，即某些昆虫的肠道可以分解塑料。这可能是因为它们肠道中的细菌可以产生分解塑料聚合物的酶。
这增加了分离这些细菌及其产生的酶的可能性，从而创造出能够大规模处理塑料垃圾的微生物解决方案。
下一步
某些昆虫物种，如黄粉虫(Tenebrio molitor) 和大黄虫(Zophobas morio)，已经展现出吞食塑料的能力。它们能够借助肠道细菌分解聚苯乙烯等材料。
我们的研究是独特的，因为它关注的是原产于非洲的昆虫物种，这些物种在塑料降解的背景下尚未得到广泛的研究。
这一区域重点很重要，因为非洲的昆虫和环境条件可能与世界其他地区不同，可能为非洲环境中的塑料污染提供新的见解和切实可行的解决方案。
肯尼亚小粉虫能够消耗聚苯乙烯，这表明它可以发挥自然废物减少的作用，特别是对于那些无法通过传统回收方法回收的塑料类型。
未来的研究可以集中于分离和鉴定参与聚苯乙烯降解的特定细菌菌株并检查它们的酶。
我们希望弄清楚是否可以大规模生产酶以回收废物。
此外，我们可能会探索其他类型的塑料，以测试这种昆虫在更广泛的废物管理应用方面的多功能性。
扩大使用小粉虫降解塑料还需要制定策略，确保昆虫在长期食用塑料期间的健康，并评估由此产生的昆虫生物质作为动物饲料的安全性。

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