Обнаружен пластикоядный насекомый в Кении

В борьбе с пластиковым загрязнением сделано новое открытие: личинки малого мучного хрущака, способные потреблять полистирол. Они пополнили небольшую группу насекомых, разлагающих этот загрязняющий пластик, причем впервые такой способностью обнаружено у вида, родом из Африки.

Полистирол, широко известный как пенопласт, широко используется в пищевой, электронной и промышленной упаковке. Он прочен и сложно разлагается. Традиционные методы переработки, такие как химическая и термическая обработка, дороги и могут создавать загрязнители. Это одна из причин, по которой мы изучаем биологические методы утилизации этого стойкого отхода. Наша команда ученых из Международного центра физиологии и экологии насекомых обнаружила, что личинки кенийского малого мучного хрущака могут поедать полистирол, а бактерии в их кишечнике помогают расщеплять этот материал. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.

Уровень пластикового загрязнения в некоторых африканских странах критически высок. Африка сталкивается с особыми проблемами из-за высокого импорта пластиковых изделий, низкого уровня повторного использования и отсутствия их переработки. Изучая этих естественных «пожирателей пластика», мы надеемся создать новые инструменты для более быстрой и эффективной утилизации отходов. Вместо выпуска огромного количества насекомых на свалки (что непрактично), можно использовать производимые ими микробы и ферменты на заводах, полигонах и местах очистки.

Ключевые выводы

В ходе месячного эксперимента личинок кормили только полистиролом, только отрубями (питательным кормом) или их комбинацией. Хрущаки на диете из полистирола и отрубей выживали лучше и потребляли полистирол эффективнее, чем те, кто питался только пластиком. Это подчеркивает важность сбалансированного питания для оптимального потребления и разложения пластика. Насекомые, возможно, едят полистирол, потому что он состоит в основном из углерода и водорода, что может служить им источником энергии. Личинки на смешанной диете смогли разложить примерно 11,7% полистирола за период испытания.

Кишечные бактерии

Анализ кишечника личинок выявил значительные изменения в бактериальном составе в зависимости от диеты. В кишечнике личинок, питавшихся полистиролом, обнаружили повышенный уровень Proteobacteria и Firmicutes — бактерий, способных адаптироваться к различным средам и расщеплять сложные вещества. Также были особенно обильны бактерии Kluyvera, Lactococcus, Citrobacter и Klebsiella, известные производством ферментов, способных переваривать синтетические пластики. Эти бактерии не вредны для насекомого или окружающей среды при масштабном использовании. Их обилие указывает на ключевую роль в расщеплении пластика. Это может означать, что хрущаки изначально не способны есть пластик, но когда они начинают его потреблять, бактерии в их кишечнике адаптируются, чтобы помочь его расщепить.

Эти данные подтверждают гипотезу, что кишечник определенных насекомых может обеспечивать деградацию пластика, вероятно, благодаря способности бактерий продуцировать расщепляющие полимеры ферменты. Это открывает возможность выделения этих бактерий и ферментов для создания микробных решений в масштабах, необходимых для борьбы с пластиковыми отходами.