科學家發現能進食並分解塑膠的昆蟲
全球人類每年大約使用一兆個塑膠袋,但由於塑膠的降解速度非常緩慢,很多塑膠袋被棄置於海洋或垃圾堆填區,嚴重影響生態,是地球污染的一大來源。
不過最近,科學家發現了一種昆蟲,竟然能進食並分解常見的聚乙烯塑膠袋,分解速度比其他生物快 1400 倍。科學家認為,這種昆蟲或能幫助解決地球塑膠污染問題。
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蠟蟲(waxworm)是蠟螟(wax moth)的幼蟲,寄生在蜂巢內,食用花粉、蜜蜂的蛻皮和蜂蠟(因而得名「蠟蟲」)。
生物學家、業餘養蜂人 Federica Bertocchini 博士憶述,一天當她在清理蜂房時,暫時將清理出來的蠟蟲放進了一個塑膠購物袋中。清理完畢後,她發現塑膠袋上充滿了小洞,更有蟲子從塑膠袋中逃出。
如果蟲子只是咬破塑膠袋,那這純屬物理過程,其他昆蟲用牙齒也能辦到。但 Bertocchini 博士發現,如果將蠟蟲磨碎,塗抹到聚乙烯塑膠袋上,塑膠袋亦同樣會出現小洞!
如果了解生物學中酶的作用,你可能已經猜想到——蠟蟲體內很可能有分解塑膠的酶。
而科學家正正發現,蠟蟲的唾液腺和腸道內存在一種高效能的酶,可以破壞塑膠的化學鍵,而這就是它們可以食用蜂蠟和塑膠的原因。
快速分解塑膠
發現蠟蟲能進食塑膠後,Bertocchini 博士領導坎塔布里亞生物醫藥及生物科技研究所(Institute of Biomedicine and Biotechnology of Cantabria ),與劍橋大學的研究人員合作進行了深入研究。
研究發現,蠟蟲進食塑膠的速度非常快。將 100 隻蠟蟲放到一個 92 毫克(mg)的超市塑膠袋中,塑膠袋 40 分鐘後便出現小孔。12 小時後,蠟蟲已經將塑膠袋吃乾淨。對比之前用細菌進行的實驗,24 小時內,菌群僅能分解 0.13 mg 的塑膠。
光譜分析表明,蠟蟲確實破壞了塑膠的化學鍵,將其轉化為乙二醇(ethylene glycol)。研究人員認為,蠟蟲在消化蜂蠟時,體內的酶可能催化類似的化學反應。
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劍橋大學研究員 Paolo Bombelli 稱這一發現「非常令人興奮」,因為塑膠降解一直以來都是一個大難題。如今蠟蟲可以輕鬆進食並消化塑膠,有望能解決塑膠污染問題。
當科學家能找出蠟蟲體內負責降解塑膠的酶,便可以利用生物科技進行大規模生產,然後將這種酶引入回收工廠、投入垃圾堆填區、甚至整合到海洋植物體內,對塑膠進行生物降解。
不過,即使發現了可以降解塑膠的昆蟲,也並不代表人類可以任意使用塑膠。Bombelli 博士表示,即使我們能降解塑膠,同時減低塑膠的使用量才是治標亦治本的解決方法。
參考資料:
- Bombelli, P., Howe, C. J., Bertocchini, F. (2017). Polyethylene bio-degradation by caterpillars of the wax moth Galleria mellonella[J]. Current Biology, 27(8): R292-R293.
- Bodkin, H. (April, 2017). Plastic-eating wax worm ‘extremely exciting’ for global pollution crisis. The Telegraph.