神了，毛毛蟲竟然可以「吃掉」塑料垃圾

雖然以前已經發現有能夠進行生物降解的生物，但是其生物降解速率很低，難以規模化、工業化。近日，研究人員發現，有一種毛毛蟲能夠高效地生物降解塑料垃圾，有望於徹底地解決塑料污染。

圖 | 培養皿中的蠟蟲標

科學家發現有一種常被用作魚餌的毛毛蟲能夠生物降解聚乙烯。聚乙烯是最堅韌和最常用的塑料之一，它們經常以塑料購物袋的形式被丟棄在垃圾填埋場中。

這種毛毛蟲又稱「蠟蟲」，是常見昆蟲蠟螟或者大蜡螟的幼蟲。在歐洲，它們是損害蜂箱的罪魁禍首；在野外，蠟蟲通常是蜂群的寄生蟲。大蜡螟在蜂巢中產卵，孵化出的幼蟲又以蜂蠟為食，因為得名為「蠟蟲」。

西班牙坎塔布里亞生物醫學和生物技術研究所的Federica Bertocchini是一名科學家，也是一名業餘的養蜂愛好者。有一次，他將蜂窩中的寄生蟲（蠟蟲）移除，然後將其暫時保存在一種常見的塑料購物袋中，結果，他發現塑料袋出現了很多孔。

Bertocchini與劍橋大學的生物化學系的Paolo Bombelli和Christopher Howe合作，進行了一項同步實驗。劍橋大學的兩名研究人員將約100隻蠟蟲放入一個塑料袋（來自英國超市）中，大約在40分鐘後，塑料袋上開始出現孔；12小時後，塑料袋的質量較少了92毫克。

這幾位科學家說，與最近的其他發現相比，這種毛毛蟲的降解速率非常快。例如，去年有媒體報道了一種用於生物降解的細菌，其降解速率僅能達到每天0.13毫克。

圖 | 塑料被10隻蠟蟲在30分鐘內生物降解

Paolo Bombelli說：「如果是一種酶負責這個生物降解的過程，那麼應該可以利用生物技術大規模地生產這種酶，然後集中處理塑料垃圾。這一發現，對消除垃圾填埋場和海洋中積累的聚乙烯塑料袋具有重要意義。」Paolo Bombelli是該研究論文的第一作者。

聚乙烯主要用於包裝行業，目前約佔歐洲塑料產品總需求的40％，其中高達38％的塑料被丟棄在垃圾填埋場中。全世界範圍內，人們每年則要使用大約1萬億個塑料袋。

一般而言，塑料具有很強的抗降解能力，甚至很小塊的塑料也難以在生態系統中自動降解，這給環境帶來了很大負擔。

然而，大自然可能會提供解決方案。蠟蟲生存所需的蜂蠟包括高度不同的脂質化合物：活細胞的基本分子、脂肪、油脂和一些激素。

儘管蠟蟲生物降解塑料的分子機理還不清楚，但是，這些研究人員認為消化蜂蠟和消化聚乙烯的過程可能相似：破壞相似類型的化學鍵。

圖 | 蠟蟲生物降解的特寫鏡頭。實驗中使用的聚乙烯塑料購物袋來自英國超市。

該研究的另一位主要作者Bertocchini說：「蜂蠟是一種聚合物，一種『天然塑料』，有著與聚乙烯相似的化學結構。」

研究人員利用光譜分析，結果顯示塑料中的化學鍵斷裂了。分析表明，蠟蟲能將聚乙烯轉化成乙二醇，乙二醇是未鍵合的「單體」分子。

為了證實上述「降解過程」不是因為毛毛蟲咀嚼而造成的，該研究團隊將其中一些蟲子搗碎，並將其塗敷到聚乙烯袋子上，他們得到了相似得結果。

Bombelli說：「這就證明了這些毛毛蟲不僅僅是單純地咀嚼掉這些塑料袋（而不改變聚合物分子的化學鍵），實際上，聚乙烯塑料袋的聚合物鏈已經被破壞了。」

「毛毛蟲產生了某種破壞塑料袋中化學鍵的物質，它可能來自於唾液腺；也可能是腸道中的共生細菌。我們下一步就是弄清楚反應過程中的分子過程，並查明我們是否能夠分離出負責降解過程的酶。」

研究人員表示，如果降解過程的分子機理被揭曉，工業規模的生物技術將會成為解決聚乙烯廢物的主要方案。

Bertocchini補充道：「我們正計劃找出一個可行的方式，將這一發現用於消除塑料廢物；我們正積極尋找解決方案以拯救我們的海洋、河流以及一切不可避免受到塑料污染的環境。」

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