科學家發現能進食並分解塑膠的昆蟲

(圖:PixaBay)

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。

蜂巢里的寄生蟲——吃蜂蠟,也吃塑膠

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。

(圖:César Hernández/Ainhoa Goñi)

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。

應用前景

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:

  1. 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.
  2. Bodkin, H. (April, 2017). Plastic-eating wax worm ‘extremely exciting’ for global pollution crisis. The Telegraph.
舒超
明日科學編輯,科大生命科學學院研究生,目前努力畢業中。做實驗之餘,喜歡讀書寫字,學習語言。鐘情中國古典文學。希望有朝一日走遍天下,增廣見聞。