Pożerają plastik, a potem wydalają... alkohol

Larwy barciaka większego, zanim przepoczwarzą się w ćmę, żerują w ulach, wyjadając wosk wytworzony przez pszczoły i niszcząc plastry. Dr Federica Bertocchini z Uniwersytetu w Kantabrii podczas oczyszczania uli w swojej prywatnej pasiece dokonała niezwykłego odkrycia. Można rzec, że jak do wielu innych, doszło do niego przez przypadek.

Bertocchini wrzuciła gąsienice do jednorazowej reklamówki i kontynuowała rutynowe prace przy pszczołach. Jakież było jej zdziwienie, kiedy po jakimś czasie zobaczyła pustą torbę. Centymetrowe stworzenia przegryzły folię i uciekły.

- Skończyłam czyścić ule i wróciłam do pokoju, w którym zostawiłam torbę z gąsienicami - relacjonowała. - A one rozlazły się po całym pomieszczeniu!

Jak na naukowca przystało, Bertocchini, postanowiła bliżej przyjrzeć się sprawie. Zaciekawiło ją, czy larwy jedynie wygryzły sobie drogę do wolności, czy może potrafią strawić polietylen, z którego była zrobiona torba.

We współpracy z Paolo Bombellim oraz Christopherem Howe’em, biochemikami z Uniwersytetu w Cambridge, przeprowadziła eksperyment. Naukowcy włożyli około stu larw barciaka większego do plastikowej torby z supermarketu. Po zaledwie 40 minutach pojawiły się w niej dziury, a po 12 godzinach torba straciła 92 miligramy plastiku, czyli ponad 3 proc. swojej wagi. Biorąc pod uwagę, że bez pomocy gąsienic taka reklamówka rozkłada się ponad 100 lat, to jest to naprawdę szybkie tempo.

Zobacz, jak gąsienice radzą sobie z plastikową reklamówką:

Aby się upewnić, że larwy trawią polietylen, zmielono je i otrzymaną w ten sposób "pastą" pokryto folię. Wystarczyło 14 godzin, by zawarte w ciałach gąsienic enzymy rozłożyły 13 proc. polietylenu. Naukowcy uznali, że niezwykłe umiejętności larwy barciaka większego mogą wynikać z podobnych wiązań chemicznych istniejących w wosku pszczelim i polietylenie.

Ale to nie wszystko. Jako produkt uboczny procesu metabolicznego pojawił się glikol etylenowy, który zaliczamy do alkoholi.

Czy może być coś doskonalszego, niż zwierzę, które trawi plastik, a jako efekt uboczny wydala alkohol? Brzmi zbyt dobrze, by mogło być prawdziwe. I rzeczywiście jest jedno "ale". Glikol etylowy to silnie trujący alkohol, a jego spożycie nawet w niewielkich ilościach może doprowadzić do śmierci.

Można go jednak wykorzystać w innej branży niż spożywcza. Od wielu lat jest stosowany jako składnik samochodowych płynów chłodzących. Wykorzystuje się go również w instalacjach chłodniczych jako składnik pośredni, a także w produkcji żywic poliestrowych i alkidowych, włókien syntetycznych oraz rozpuszczalników.

***Zobacz także***

Dr Christophe LeMoine i dr Bryan Cassone, kanadyjscy naukowcy z Uniwersytetu Brandon, postanowili kontynuować badania nad gąsienicami barciaka większego i wzięli pod lupę jego mikrobiom jelitowy. Przeprowadzili szereg eksperymentów, których wyniki opublikowali na początku marca 2020 r. na stronach serwisu "The Royal Society Publishing".

Badacze potwierdzili, że larwy tej ćmy konsumują i trawią polietylen, a efektem ubocznym procesu jest wydalanie alkoholu - glikolu etylowego. Poszli jednak o krok dalej i sprawdzili, jak radzą sobie gąsienice, będąc wyłącznie na diecie plastikowej.

Okazało się, że larwy mogą żywić się samym plastikiem nawet przez tydzień. W tym czasie 60 robaków poradziło sobie z 30 cm² plastikowej folii! Trzeba wspomnieć, że największą część pracy wykonały w pierwszych dniach, po czym ich wydajność znacznie spadła.

Kamieniem milowym tych badań było wyizolowanie bakterii jelitowych gąsienic, które są zaangażowane w trawienie plastiku. Drobnoustroje w warunkach laboratoryjnych były w stanie przetrwać na diecie plastikowej ponad rok. Niestety, pracując samodzielnie mają o wiele mniejsze tempo biodegradacji plastiku.

- Bakterie zjadające tworzywa sztuczne są znane, ale w izolacji bardzo szybko rozkładają tworzywa sztuczne - powiedział dr Christophe LeMoine. - Podobnie, gdy podawaliśmy gąsienicom antybiotyki w celu ograniczenia liczby bakterii jelitowych, nie były one w stanie tak łatwo zniszczyć plastiku. Wydaje się więc, że istnieje synergia między bakteriami i ich gospodarzami, która przyspiesza rozkład tworzyw sztucznych.

Wsparcie tych dzielnych owadów przydałoby się w walce z plastikowymi śmieciami, w których nasza planeta wręcz tonie. Każdego roku na całym świecie produkuje się ponad 300 milionów ton plastikowych odpadów i chyba nikt nie ma wątpliwości, że ich recykling kiepsko nam idzie. Potrzebujemy narzędzia, które pozwoliłoby usprawnić ten proces.

Z takiego założenia wychodzą również badacze z Uniwersytetu Brandon, którzy chcą rozłożyć na czynniki pierwsze mikrobiom jelitowy gąsienic barciak większego i odkryć rolę każdej jego składowej. Nie bez znaczenia okazują się być zależności pomiędzy samymi bakteriami a gąsienicami. Ich odkrycie pomoże stworzyć bardziej skalowalne rozwiązanie, które pozwoli na skuteczną walkę z plastikiem.

- Robaki, które jedzą plastikowe odpady i zamieniają je w alkohol? To brzmi zbyt dobrze, aby było prawdziwe. Ale w pewnym sensie tak jest - przekonuje dr Bryan Cassone. - Problem zanieczyszczenia tworzywami sztucznymi jest zbyt duży, by po prostu rzucić w nie robakami. Ale jeśli lepiej zrozumiemy, jak bakterie współpracują z gąsienicami i jakie warunki powodują ich rozkwit, to może uda się wykorzystać te informacje do zaprojektowania lepszych narzędzi eliminujących tworzywa sztuczne i mikroplastiki z naszego środowiska.

***Zobacz także***