废塑料的克星 蜂窝虫有望攻克环保难题

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【大纪元2017年04月29日讯】(记者张纯之综合报导)西班牙一位养蜂人伯都西尼(Federica Bertocchini)在养蜂时经常沮丧地发现,蜂巢中常常会感染大量的蜂窝蛾(Galleria mellonella)幼虫。一次,她清理蜂巢,将蜂巢中感染了虫子的部分放入一个塑料袋中。结果不久,她就注意到这些虫子爬的到处都是,而那个塑料袋上则满是小孔。

伯都西尼(Federica Bertocchini)同时也是一位生物学家,这种现象引发了她的思考。后来,研究者们将这种蜡虫放到塑料薄膜上,仅仅40分钟后,薄膜上就出现了许多小洞,速度大约为每只蠕虫每小时制造2.2个洞;当科学家们将100只蜡虫放到一个购物袋上时,这些虫子约12小时就吃光了整整92毫克塑料袋。

这一新发现为减少和再利用这些与日俱增的塑料废品提供了一条意外之路。有调查显示,人类每年使用的塑料袋约超过1万亿个。多年来,如何降解塑料废品一直是人类面临的一大难题。

《当代生物学》(Current Biology)杂志最近的相关研究报告说,这种蜡虫可以很容易地吃掉聚乙烯塑料,并将其转化成一种非常有用的化合物。通常被回收的塑料很少。据环保机构数据,2014年美国生产塑料约为3325万吨,其中只有9.5%被回收。另有15%被燃烧做能源,但也不是最清洁的办法,剩下75.5%最终都进入了垃圾场。因此,人们急需一个降解塑料的有效方法。

但问题是塑料很难被降解。塑料是由石油合成而来,其中约92%的成分是聚乙烯和聚丙烯。其中聚乙烯广泛用于生产各种包装袋,约占整个塑料产品需求的40%。该研究作者、剑桥大学生物化学教授豪威(Christopher J. Howe)说,聚乙烯是直链碳结构,非常稳定,因此塑料很难被生物降解。另外,塑料袋还容易在海洋形成垃圾块,对海洋生物造成致命威胁。

此前,科学家们已经注意到了几种聚乙烯被生物降解的例子,但速度都非常慢。比如,一种青霉素真菌液体可以降解部分聚乙烯,但要花三个月时间。还有一种叫Nocardia asteroides的细菌,需要花4-7个月。两种办法降解后的产物都是乙二醇 (ethylene glycol),可用于生产刹车液、涂料、塑料,甚至化妆品等产品。

而这种吃塑料蜂窝蛾幼虫的发现则是一个幸运的意外。那么,这些蜡虫只是简单的咀嚼塑料,还是可以真的降解塑料?科学家们因此制作了一些蜡虫浆液,将其涂在聚乙烯薄膜上。14个小时后,研究者发现13%的聚乙烯材料消失了,降解率为每平方釐米0.23毫克。

当研究者检查剩余的薄膜时,则发现乙二醇的痕迹。这表明浆液中的蠕虫细胞真的降解了塑料。

那么这种虫子为什么能吃塑料呢?而且速度还如此惊人?科学家们说,因为这些虫子生活在蜂巢中,以蜂蜡和蜂蜜为食。而蜂蜡是多重化合物的混合物,包括烷烃、烯烃、脂肪酸和酯等化合物,其中多是直链碳结构,与人工合成塑料的结构类似。因此,这种蜡虫降解塑料的能力是天生的。

不过,降解塑料的也可能不是蜡虫,还可能是其肠内的某种微生物。一项较早的研究发现,两种从印度谷蛾中提取的细菌能在几周内降解塑料,不过作者没有报告看到任何乙二醇的降解产物。

豪威说,找出到底是哪种生物能吃塑料是该团队下一步的研究任务。他说,解决的办法不是要疯狂养蜡虫,而是要分离出起作用的酶因子,运用生物技术将该因子大量培育成起作用的酶。◇

责任编辑:古云

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