Австралийские учёные обнаружили, что личинки жуков семейства чернотелки умеют перерабатывать и разлагать один из самых широко используемых видов пластмасс – полистирол. По их мнению, эта способность поможет нам в будущем эффективно утилизировать бытовые и промышленные отходы.
Учёные пишут, что эти «супер-личинки» вида Zophobas morio похожи на мини-заводы по переработке отходов, которые измельчают полистирол своими резцами, а затем скармливают его бактериям в своём кишечнике, продуктами распада чьей деятельности пользуются уже другие микроорганизмы, создавая полезные соединения.
В ходе исследования ученые разделили личинок на три группы, скармливая одной группе пшеничные отруби, второй полистирол, а третьей – ничего. В течение трех недель они следили за их ростом.
«Мы обнаружили, что суперлечинки, которых кормили только полистиролом, не только выжили, но даже незначительно прибавили в весе, – пишет автор работы Крис Ринке из Университета Квинсленда. – Это говорит о том, что черви могут получать энергию из полистирола, скорее всего, с помощью своих кишечных микробов».
Конечно, личинки, которых кормили пластиком, набирали гораздо меньше веса и в целом были гораздо менее здоровы, чем те, которых кормили отрубями, но всё же жили лучше, чем группа голодания.
Через три недели часть личинок окуклилось и превратилось в жуков. Среди тех, что кормили отрубями, таких было около 93%, в «полистироловой» группе около 67% и 10% в группе голодания.
Исследователи секвенировали организмы в микробиоме кишечника супер-личинки, чтобы найти специфические ферменты, связанные с разложением пластика. Фермент, который разлагает полистирол, по-видимому, находится в кишечных бактериях, а именно в видах Pseudomonas, Rhodococcus и Corynebacterium, а не в самом черве, говорит Фионна М. Д. Сэмюэлс.
«Мы первые, кто использовал метод с высоким разрешением [для выявления] потенциальных ферментов, разлагающих полистирол, в микробах кишечника супер-личинки, – пишет Ринке. – Мы смогли также идентифицировать бактериальные линии, которые обладают свойствами разложения полистирола».
Полистирол один из наиболее распространенных видов пластмасс, используемых сегодня. Он мало химически активен, и в промышленной переработке для его разрушения требуется высокая температура (свыше 200 градусов Цельсия). Поэтому, исследователи уже много лет ищут ферменты и организмы, разрушающие этот пластик.
Это открытие ставит перед учёными новые задачи практического свойства. Необходимо выяснить, как оптимизировать использование этих личинок, бактерий и ферментов на предприятиях по переработке отходов.
«Пока еще слишком рано делать какие-либо прогнозы о том, когда будет доступен биопроцесс для переработки полистирола, – говорит Рен Вэй из Университета Грайфсвальда. – Потребуется время, чтобы выделить и охарактеризовать эти ферменты … а затем сконструировать их так, чтобы они соответствовали требованиям биопереработки».
