Недавние исследования показали, что личинки мучного червя способны питаться полистиролом — материалом, широко используемым в пищевой и электронной упаковке, а также в промышленности. Этот пластик, также известный как пенопласт, трудно перерабатывается традиционными методами, которые могут быть затратными и вызывать загрязнение. В связи с этим растёт интерес к биологическим способам утилизации полистирола.
Группа учёных из Международного центра физиологии и экологии насекомых обнаружила, что личинки кенийского мучного червя способны поедать полистирол. В их кишечниках были выявлены бактерии, помогающие расщеплять этот пластик. Мучной червь — это личинка жука Alphitobius. Для его роста и размножения идеальны тёплые условия с постоянным доступом к пище.
Хотя мучные черви традиционно ассоциируются с Африкой, их можно встретить в различных странах мира. Ученые предполагают, что изучаемый вид может быть подвидом рода Alphitobius, однако для подтверждения этой гипотезы требуется дополнительное исследование. В ходе работы учёные также изучили состав бактерий в кишечнике насекомых, чтобы выяснить, какие из них способствуют разложению пластика.
Проблема пластиковых отходов является глобальной экологической угрозой. В Африке, где высок уровень загрязнения, ситуация осложняется большим импортом пластиковых изделий, низким уровнем их повторного использования и нехваткой средств для переработки. Исследователи надеются, что использование микробов и ферментов, вырабатываемых насекомыми, позволит разработать более эффективные методы утилизации пластиковых отходов.
В рамках исследования был проведён эксперимент с личинками мучного червя, продолжавшийся более месяца. Личинки получали три вида рациона: только полистирол, только отруби (питательный корм) или смесь полистирола и отрубей. Результаты показали, что личинки, которые питались смесью полистирола и отрубей, выживали лучше и более эффективно перерабатывали пластик, чем те, кто питался исключительно полистиролом. Это свидетельствует о том, что полистирол не обеспечивает всех питательных веществ, необходимых для нормального обмена веществ и эффективного расщепления пластика.
Анализ кишечника показал, что состав бактерий в организме личинок меняется в зависимости от рациона. У личинок, поедающих полистирол, увеличивалось количество протеобактерий и Firmicutes — бактерий, которые могут расщеплять сложные вещества. В частности, такие бактерии как Kluyvera, Lactococcus, Citrobacter и Klebsiella вырабатывают ферменты, разлагающие синтетические пластики, и не наносят вреда ни насекомым, ни окружающей среде. Это указывает на то, что личинки не поедают пластик напрямую, а бактерии в их кишечнике помогают расщеплять его.
Способность мучного червя перерабатывать полистирол открывает возможности для его использования в естественном сокращении пластиковых отходов, особенно тех видов пластика, которые трудно перерабатываются традиционными методами. В дальнейшем учёные планируют изучить, какие конкретно штаммы бактерий участвуют в разложении полистирола, а также выяснить, можно ли производить их ферменты в промышленных масштабах для переработки пластиковых отходов.
Кроме того, ранее учёные из Японии и Таиланда обнаружили микропластик в различных частях анатомии кораллов, что стало значимым открытием в области изучения пластиковых отходов в океанах. Исследования показали, что около 70% пластиковых отходов в океанах остаются неизвестными, и предполагается, что кораллы поглощают микропластик из окружающей воды.