Масштабы пластикового загрязнения заставляют ученых искать самые различные решения этой проблемы. Недавно, в поисках таких ответов, команда австралийского Университета Квинсленда (UQ) обратила внимание на голодных маленьких существ, известных как "суперчерви". Как выяснилось, эти крошечные существа с большим аппетитом поедают пластиковые отходы, причем исследователи удалось проследить, как специфические ферменты в их кишечных бактериях превращают пластик в энергию, в результате чего черви даже прибавляют в весе.
Новые исследования показали, что суперчерви, или личинки жука чернотелки, с большим аппетитом поедают полистирол. Serhii Milekhin
В центре данного исследования находится личинки жука чернотелки Zophobas morio, которые благодаря своим "крупным размерам и энергичной природе" получили свое прозвище "суперчерви" Результаты более ранних исследований уже давно намекали на их потенциальную способность разлагать пластиковые отходы. Команда UQ изучила эти возможности, исследовав микробиом кишечника Zophobas morio. Личинок чернотелки в течение трёх недель держали на различных диетах: одних кормили отрубями, другую группу только полистиролом, а третью заставили голодать.
В результате были обнаружены значительные различия в микробных сообществах микроорганизмов, обитающих в кишечнике суперчервей. У голодающих и питающихся полистиролом личинок наблюдалось более низкое микробное разнообразие и более высокое присутствие условно-патогенных микроорганизмов. Несмотря на то, что группа, питавшаяся полистиролом, испытывала некоторые негативные последствия для здоровья, в результате пластиковой диеты они все же смогли увеличить свой вес.
"Нам удалось выяснить, что суперчерви, которых подкармливали полистиролом, не только выжили, но и даже слегка прибавили в весе", - рассказывает д-р Крис Ринке, руководитель проекта. " Это наводит на мысль, что зоофобус может получать энергию из полистирола, скорее всего, с помощью микробов своего кишечника".
Используя метод метагеномики, ученые смогли определить набор бактериальных ферментов, ответственных за деградацию полистирола, что подтверждает гипотезы, выдвинутые в предыдущих исследованиях. Это позволило впервые понять метаболические пути, которые позволяют суперчервям разлагать полистирол, причем, по словам ученых, в результате этого процесса "даже образуются ценные побочные продукты".
"Личники Zophobas morio подобны мини-фабрикам по утилизации отходов, они измельчают пластик своим ртом, а затем скармливают его бактериям в своем кишечнике", - пояснил доктор Ринке. " Полученные в результате этой реакции продукты распада могут быть использованы другими микробами для создания ценных соединений, таких как биополимеры".
Суперчерви питаются полистиролом в рамках экспериментов, проведенных экспертами Квинслендского университета. University of QueenslandРезультаты данного эксперимента дополнили растущий список открытий, демонстрирующих, как с помощью ферментов можно разлагать пластиковые материалы, и поэтому они могут сыграть важную роль в наших усилиях по утилизации пластикового мусора. В число таких открытий входят ферменты быстрого действия, которые расщепляют пластик всего за 24 часа, ферменты, которые уменьшают пластик до молекулярного состояния, ферменты, которые могут быть встроены в пластиковые материалы, чтобы способствовать их разложению, а также "суперэнизимы", которые переваривают отходы с очень высокой скоростью.
Команда из Квинсленда ставит перед собой аналогичные цели, надеясь сконструировать такие варианты, которые будут эффективно работать как механические системы на заводах по переработке отходов для биодеградации пластика.
"В будущем мы сможем рассмотреть вопрос о том, как расширить этот процесс до уровня, необходимого для целого завода по переработке", - сказал соавтор исследования Джаруи Сан.
Исследование было опубликовано в журнале Microbial Society.
Источники: University of Queensland, journal Microbial Society, Википедиа
(https://ru.wikipedia.org/wiki/Zophobas_morio)
(https://qxshop.net/shop/edible-insects-bugs/edible-superworms/)
(https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/mgen/10.1099/mgen.0.000842)
(https://www.uq.edu.au/news/article/2022/06/superworms-capable-of-munching-through-plastic-waste).
