研究:像小型回收廠的“超級蠕蟲”僅靠進食塑料就能存活下來
澳大利亞昆士蘭大學(UQ)的一個研究小組認為,塑料垃圾問題的嚴重性使科學家們在廣泛的範圍內尋找答案,而這種尋找使他們找到了被稱為“超級蠕蟲”的飢餓小動物。這些微小的生物現在已經被證明對塑料垃圾有健康的胃口,研究人員能夠追踪到它們腸道細菌中的特定酶,將其轉化為能量,甚至導致這些蠕蟲因此而增加體重。
本研究中心的Zophobas morio物種因其大而強壯的特性而獲得了“超級蠕蟲”的稱號,研究已經開始暗示它們降解塑料垃圾的潛力。昆士蘭大學的研究小組通過研究在三週內被置於不同飲食中的Zophobas morio的腸道微生物組來研究這些可能性,其中一些被餵食麥麩,另一組只被餵食聚苯乙烯,還有一組不餵食任何東西。
這給腸道微生物群落帶來了相當大的差異,那些挨餓和餵食聚苯乙烯的蠕蟲顯示出較少的微生物多樣性和較高的機會主義病原體存在。儘管聚苯乙烯組經歷了這些負面的健康影響,但由於它們的塑料飲食,它們仍然增加了體重。
領導這項研究的Chris Rinke博士說:“我們發現,只餵食聚苯乙烯的超級蠕蟲不僅存活下來,而且甚至體重還略有增加。這表明蠕蟲可以從聚苯乙烯中獲取能量,很可能是在它們的腸道微生物的幫助下。”
利用一種稱為元基因組學的技術,科學家們隨後能夠確定一組負責降解聚苯乙烯的細菌酶,支持早期研究中提出的假設。這形成了對使超級蠕蟲降解聚苯乙烯的代謝途徑的首次見解,科學家們說這一過程甚至因此產生了有價值的副產品。
Rinke博士說:“超級蠕蟲就像小型回收廠,用它們的嘴將聚苯乙烯撕碎,然後餵給它們腸道中的細菌。這種反應的分解產物然後可以被其他微生物用來創造高價值的化合物,如生物塑料。”
這些發現使越來越多的發現得以補充,這些發現表明酶可以降解塑料材料,因此可以在我們管理廢物的努力中發揮重要作用。其中包括能在24小時內分解塑料的速效酶、能將塑料還原成單一分子的酶、能嵌入塑料材料以幫助其分解的酶,以及能高速吞噬廢物的工程化“超級酶”。
昆士蘭大學的團隊也有類似的雄心壯志,希望能設計出這些酶的版本,使其能與回收廠的機械系統一起工作,在粉碎塑料後進行生物降解。研究人員現在正將重點轉向這種可能性,首先是努力在實驗室中培養超級蠕蟲的腸道細菌,並測試其降解聚苯乙烯的能力。
研究報告的共同作者Jiarui Sun說:“然後我們可以研究如何將這個過程擴大到整個回收廠所需的水平。”
這項研究發表在《Microbial Society》雜誌上。