Британские и испанские биохимики выяснили, что личинки восковой моли (Galleria mellonella ) способны быстро поедать полиэтилен и выделять этиленгликоль. Исследование опубликовано в Current Biology .

Полиэтилен является одним из самых распространенных видов пластика и служит в основном для производства упаковки. Ежегодно в мире используется около триллиона полиэтиленовых пакетов и их утилизация представляет собой серьезную проблему. Так, в странах Европейского союза только четверть пластиковых пакетов перерабатывается , 36 процентов - сжигается, а остальные пакеты люди просто выбрасывают, тем самым .

Раньше считалось, что полиэтилен не поддается биоразложению, так как он не встречается в природе. Тем не менее ученые не раз находили организмы, способные его перерабатывать. Так, выяснилось, что плесневые грибки Penicillium simplicissimum способны за три месяца частично утилизировать полиэтилен, предварительно обработанный азотной кислотой. Позднее появились сообщения о том, что бактерии Nocardia asteroides «съедают» пластик за время от четырех до семи месяцев, а обитающие в кишечнике индийской моли (Plodia interpunctella ) бактерии способны разложить 100 миллиграммов полиэтилена за восемь недель. Авторы нового исследования выяснили, что личинки восковой моли Galleria mellonella могут утилизировать полиэтилен еще быстрее, за несколько часов.

В ходе эксперимента, после того, как личинок оставили наедине с полиэтиленовым пакетом, первые дыры в нем стали появляться через 40 минут. За 12 часов 100 личинок съели около 100 миллиграммов пластика. Чтобы понять, как черви переварили пластик, ученые растолкли нескольких личинок в ступе, получившейся пастой намазали полиэтиленовую пленку и оставили ее на несколько часов. «Обработанный» полиэтилен исследователи проанализировали с помощью инфракрасной Фурье-спектроскопии. На спектрограмме, помимо пиков, характерных для полиэтилена, появился пик, соответствующий этиленгликолю.

Исследователи полагают, что личинки восковой моли смогли так быстро переработать полиэтилен потому, что он похож на их обычную пищу. G. Mellonella - вредитель, который забирается в пчелиные ульи и откладывает яйца в соты. Вылупившиеся личинки питаются медом, пергой и пчелиным воском, состоящим из смеси органических веществ. В состав воска, в том числе, входят предельные углеводороды, формирующие углеродные связи C-C, аналогичные тем, которые образуются в полиэтилене. К сожалению, авторы работы не исследовали микроорганизмы, обитающие в кишечнике червей, поэтому пока непонятно, кто помогает личинкам переваривать пластик.

Ученые обнаружили гусениц, способных питаться пластиком. Разлагать полиэтилен — один из самых прочных и широко применяемых в быту пластиков — могут давно известные животные, которые часто используются как наживка для рыбы.

Речь идет о личинках большой восковой моли (Galleria mellonella), которая является врагом пчеловодов по всей Европе.

Берточини, научный сотрудник Испанского института биомедицины и биотехнологий, заинтересовалась феноменом и провела вместе с биохимиками из Кембриджа научный эксперимент. Были взяты около сотни личинок, которые поместили в обыкновенный пластиковый пакет, купленный в британском магазине, и стали ждать появления дырок.

«Сотня гусениц сжирает 92 мг полиэтилена за 12 часов, что очень неплохо», — выяснила Берточини.

По словам ученых, это весьма высокий показатель по сравнению с успехами других животных, которые также обнаружили способность к переработке пластика. Так, к примеру, в прошлом году была обнаружена бактерия Ideonella sakaiensis, способная перерабатывать его со скоростью всего 0,13 мг в день c одного квадратного сантиметра.

Полиэтилен широко применяется в упаковочных материалах, на него приходится до 40% потребности в пластике по всей Европе. При этом 38% пластика выбрасывается на свалки. В масштабах всей планеты люди используют около триллиона пластиковых пакетов ежегодно.

Ежегодно в мире производится около 80 млн тонн полиэтилена.

Одним из его отрицательных свойств является плохая способность к распаду, поэтому, даже будучи измельченным, он представляет большую угрозу для различных экосистем. К примеру, полиэтилен низкой плотности, который используется в бытовых пакетах, разлагается около ста лет. Более плотные виды — до 400 лет. В среднем ежегодно один человек использует более 230 пластиковых пакетов, а в мире выбрасывается более 100 тыс. тонн полиэтиленового мусора.

«Пластик — это глобальная проблема. Сейчас он может быть найден везде — в том числе в реках и океане. Особенно устойчив полиэтилен, он с большим трудом распадается в природных условиях», — пояснили авторы работы.

По словам ученых, пчелиный воск, которыми питаются гусеницы, состоит из липидов, которые входят в состав живых клеток, таких как жиры, и некоторых гормонов. И хотя биоразложение гусеницами полиэтилена требует дальнейшего изучения, авторы уверены, что переваривание воска и пластика включает разрушение в организме насекомых одних и тех же химических связей. «Воск — это полимер, своего рода «натуральный пластик», его химическая структура не так уж отличается от полиэтилена», — пояснила Берточини.

Проведенный спектроскопический анализ показал, что гусеницы расщепляют полиэтилен на этиленгликоль. Ученые выяснили, что даже кокон, который образует на определенном этапе гусеница, способен разлагать полиэтилен, контактируя с ним.

«Если за этот процесс отвечает всего один энзим, его масштабирование с использованием биотехнологических методов должно быть реальным», — считает Паоло Бомбелли, автор работы, опубликованной в журнале Current Biology . — Это открытие может оказаться важным инструментом для решения проблемы полиэтиленового пластика на свалках и в океане».

Весной 2012 года Федерика собрала личинок восковой моли из ульев в полиэтиленовый пакет. Спустя какое-то время она обнаружила, что гусеницы выбрались из него, проделав массу отверстий. По мнению учёного, они сделали это с помощью тех же веществ, благодаря которым разлагают восковые перегородки ульев.

Это наблюдение положило начало исследованию группы из Института биомедицины и биотехнологий Кантабрии (Испания) и Оксфордского университета (Великобритания) под руководством Бертоккини.

«Да, эти гусеницы расщепляют полиэтилен при контакте. Ну, может быть, они что-то съедают, но в любом случае он разлагается. Они (или какая-то бактерия в их кишечнике) производят вещество, которое разрывает связи между атомами полиэтилена, следовательно, он распадается», — объясняет Бертоккини бегство личинок из пакета.

В промышленных масштабах

Перед исследователями стоял вопрос, могут ли гусеницы питаться полиэтиленом. Учёные пытались обнаружить ген, который отвечает за выработку вещества, уничтожающего полиэтилен, чтобы пересадить его бактериям. Эти бактерии затем могли бы разлагать пластиковый мусор.

• globallookpress.com
• Un/Ropi

Однако, по словам Бертоккини, пока до этого далеко — исследования находятся на достаточно ранней стадии.

«Как учёный, я всегда должна говорить с осторожностью о наших возможных достижениях. Итак, вот что возможно: допустим, есть место, где находятся отходы, свалка или помойка, — рассуждает Бертоккини. — Можно представить себе небольшие установки, куда свозили бы полиэтиленовые отходы, пластиковые пакеты, и если бы у нас была эта молекула, химическое вещество, способное разлагать их, то в этих установках могла бы происходить переработка. Мы могли бы избавиться от огромного количества пластиковых отходов, которое скопилось в мире».

Сейчас исследователи гусениц, которые могут спасти мир от залежей пластика, находятся на этапе поиска финансирования. После этого начнётся активное изучение.

• globallookpress.com
• Fotogramma/Ropi

В перспективе, считает Федерика Бертоккини, исследователи смогут создать аппарат, который без вреда для окружающей среды будет разлагать пластик. Для этого необходимо найти вещество, которое отвечает за соответствующие процессы, а затем научиться производить его в промышленных масштабах.

• 
  

  Стилус-насадка для носа - гаджет для тех, кто постоянно мечтал иметь лишний палец на лице...

• 
  

  Titan Sphere - продукт скоро разорившейся компании SGRL, неудавшаяся попытка сообщить новое слово в сфере джойстиков...

• 

  Раструбы для глазных капель разрешают совершенно верно прицелиться в глаз, в то время, когда необходимо его чем-то зака...

• 
  

  Существуют ли в действительности ненужные органы? Вряд ли кому-то захочется расстаться со своим аппендиксом, пока он е...

• 

  «Мать всех демонов», 1968 год...

• 
  

  Будущее с инопланетянами - почему бы и нет? Кое-какие уверены, что инопланетяне уже среди нас...

Английские и испанские биохимики узнали, что личинки восковой моли (Galleria mellonella) способны скоро поедать полиэтилен и выделять этиленгликоль. Изучение размещено в Current Biology.

Полиэтилен есть одним из самых распространенных видов пластика и проходит службу в основном для производства упаковки. Каждый год в мире употребляется около триллиона полиэтиленовых пакетов и их утилизация представляет собой значительную проблему. Так, в Европе лишь четверть пластиковых пакетов перерабатывается, 36 процентов - сжигается, а остальные пакеты люди, тем самым нанося ущерб окружающей среде.

Раньше считалось, что полиэтилен не поддается биоразложению, поскольку он не встречается в природе. Однако ученые неоднократно обнаружили организмы, талантливые его перерабатывать. Так, стало известно, что плесневые грибки Penicillium simplicissimum способны за три месяца частично утилизировать полиэтилен, предварительно обработанный азотной кислотой.

Позднее показались сообщения о том, что бактерии Nocardiaasteroides «съедают» пластик за время от четырех до семи месяцев, а обитающие в кишечнике индийской моли (Plodiainterpunctella) бактерии способны разложить 100 миллиграммов полиэтилена за восемь недель. Авторы нового изучения узнали, что личинки восковой моли Galleriamellonella смогут утилизировать полиэтилен еще стремительнее, за пара часов.

На протяжении опыта, по окончании того, как личинок покинули наедине с полиэтиленовым пакетом, первые дыры в нем начали появляться через 40 мин.. За 12 часов 100 личинок съели около 100 миллиграммов пластика. Чтобы выяснить, как черви переварили пластик, ученые растолкли нескольких личинок в ступе, оказавшейся пастой намазали полиэтиленовую пленку и покинули ее на пара часов. «Обработанный» полиэтилен исследователи проанализировали посредством инфракрасной Фурье-спектроскопии.

На спектрограмме, кроме пиков, характерных для полиэтилена, показался пик, соответствующий этиленгликолю.

Полиэтиленовый пакет по окончании «обработки» личинками восковой моли. Paolo Bombelli, Christopher J. Howe, Federica Bertocchini / Current Biology, 2017

Исследователи считают, что личинки восковой моли смогли так скоро переработать полиэтилен вследствие того что он похож на их простую пищу.

G.Mellonella - вредитель, что забирается в пчелиные ульи и откладывает яйца в соты. Вылупившиеся личинки питаются медом, пчелиным воском и пергой, складывающимся из смеси органических веществ. В состав воска, а также,входят предельные углеводороды, формирующие углеродные связи C-C, подобные тем, каковые образуютсяв полиэтилене.

Ранее японские биологи нашли бактерий, талантливых перерабатыватьп олиэтилентерефталат - материал, из которого делают пластиковые бутылки. Вторая группа исследователей поняла, что личинки мучного хрущака способны питаться пенополистиролом.

Создатель: Екатерина Русакова

Случайные записи:

Гусеницы, поедающие полиэтилен